На Марс: концептуальные моменты создания обитаемой базы и транспортной

 
1 4 5 6 7 8 12
MD Serg Ivanov #08.02.2002 20:29
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★☆
Б.г.>А я не помню, обсуждались ли в этом топике двухрежимные девайсы - реакторы, способные работать как ТФ ЯРД с импульсом порядка 9000 м/с, и для получения электроэнергии, чтоб питать ионник.

Б.г.>Наши атомщики давно говорят, что такое сделать можно.

Б.г.>ЯРД с относительно большой тягой используется для ухода с околоземной орбиты и для перехода с пролетной траектории на орбиту Марса. Ионник работает в межпланетном пространстве.

Б.г.>При таком раскладе можно до Марса долететь за действительно приемлемое время порядка 4 месяцев и при этом иметь большую относительную массу доставляемого груза.

Опять-таки возникает проблема громадных радиаторов для источника питания мощного ионника.
 
MD Serg Ivanov #08.02.2002 20:31
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★☆
Что-то передача у меня не получается.
 
MD Serg Ivanov #10.02.2002 12:04
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★☆
Мне ведь чем ядерно-импульсный двигатель нравится – своей потенциальной надежностью. Потому, что:
1. Не нужны гигантские развертываемые в космосе поверхности, с которыми часто возникали проблемы (вспомните «Скайлэб» - он так и остался летать с одной солнечной основной батареей). А большой радиатор – это десятки км герметичной (??) медной трубки малого диаметра.
2. Можно полностью отказаться от криогенных компонентов на всех этапах полета. Никто еще не хранил криогенные компоненты в космосе более двух недель. А единственная авария пилотируемого корабля в дальнем космосе («Апполо-13») произошла именно из-за взрыва криогенного бачка жидкого кислорода – именно бачка, а не бака. Если б это был бак для двигателей, последствия были бы гораздо хуже.
3. Не нужна сборка на орбите – система за счет высокой тяги ЯИД и стартового РДТТ выводится одним пуском.
4. Не нужно строительство стартового комплекса – система может запускаться с поверхности моря, как предполагалось для «Морского Дракона»-

Sea Dragon

Sea Dragon space launch vehicle rocket

// www.astronautix.com
 


5. Трассу выведения можно проложить над океанами - с возможностью аварийной посадки на воду. Это немаловажно при наличии на борту ядерных материалов. Для аварийной посадки можно использовать абляционный экран тяговой плиты при входе в атмосферу, тормозные щитки или парашюты для дальнейшего торможения и систему амортизации ядерно-импульсного двигателя на конечном этапе.
6. Сборка системы может производиться на свободных мощностях заводов по производству подводных лодок в Северодвинске или Комсомольске-на-Амуре. Причем технология производства и гидравлических испытаний стального корпуса мощного стартового РДТТ большого диаметра весьма схожа с производством и испытанием отсеков прочного корпуса подводной лодки (такой двигатель испытывался в США еще в 1966г).

Предварительные же расчеты показывают, что ничего технически запредельного на сегодняшний день в корабле Орион-типа нет, в отличии от других схем.
 
+
-
edit
 

Valery B

втянувшийся
Ну что ж, можно подвести некоторые итоги по Орионам.
Связь начальной массы ступени Мст ,
весового качества ступени f ,
скорости истечения с , (с = Iуд*9.81)
характеристической скорости q,
в единицах массы ПН (масса ПН=1) следующая:

Мст = (1 + Мст * f)* exp( q/c) - 1

Это вытекает из стандартной формулы, если разделить ее на Мпн - массу ПН:
Мстартовая = Мст + Мпн = (Мпн + Мст * f)* exp(q/c), где масса в СИ.
Подставляя характерные значения f и c для орионовского двигателя и химического получим для одинаковой q , соответствующей межпланетным перелетам, стартовые массы как Мст+1 единиц полезной нагрузки.

Кроме того, решая уравнение



(1 + Мст * fорион)*exp(q/Cорион) = (1 + Мст * fхим)*exp(q/Cхим)


относительно Мст, можно найти с какой стартовой массы Мст+1 использование орионовской технологии становится выгоднее химических РД. Разумеется, только по массовым критериям. Кстати, можно вставить в формулу функции стоимости 1 м/с ХС от общей величины ХС на которую проектируется система и массы ПН, и получить решение, с какой массы выгоднее применять "орион" вместо химии. Все это верно для Мст хим >= Мст орион min в тоннах.

Вопрос в том, какими могут быть реально осуществимые значения f и с для Ориона.

yuu2> (чтоб при среднем ускорении 3g пиковое ускорение 3000g не размазало корабль по опорной плите), получим необходимость плиты на 1.5-2 метра толщиной (Pi*10*10*1.5*7.8=3670 тонн) плюс равнопрочный плите корпус (положим "всего" 500 тонн), плюс сотня тонн на обустройство "арсенала", ну и космонавтам по-барски выделим 20 тонн под жизнь и деятельность и ещё 10 тонн на теневую защиту. Получим 4300 тонн.

Если опираться на эту оценку, включить конструкцию зарядов в массу топлива, считать демпферирующие устройства частью РБ, а не корабля, получаем весовое качество f = 4000/4500 = 0.888

Порядок величины у.и. в нерелятивистском приближении найдем из очевидных соображений:

с2 = 2*b*k*P/m

P - энергия заряда в джоулях,
m - масса испаряемой конструкции,
b - геометрический к.п.д. - доля полусферы, закрываемая телесным углом отражателя с центром в эпицентре взрыва + потери от непараболичности отражателя (если направление из эпицентра к краю плиты имеет угол с осью плиты 60 градусов, то уже b < 0.5),
k - механический к.п.д. - доля энергии в телесном угле покрываемом плитой преобразованая в механический импульс, включая тепловое излучении плиты в нужном направлении.

Самое забавное, что вопреки формализму соотношения, простым уменьшением m импульс не увеличишь - уменьшится m, возрастет температура продуктов - уменьшится и k ...
Сомнительно, что можно получить с больше, чем в ТФЯРД.
Примем: P/m = 0.1 кт/кг , b = 0.1 , k = 0.001 , тогда получаем с = 9165 м/с.
 
+
-
edit
 

Valery B

втянувшийся
Что может Орион в сравнении с керосином и водородом, например, в решении задачи выхода на гомановскую траекторию к Марсу? В этом случае q = 3575. Со своими f = 0.88 и с = 9165 Орион просто не достигнет такой скорости. Весовое качество должно быть хотя бы f = 0.65, тогда для достижения ХС в 3575 м/с нужно Мст = 11.96 масс ПН. А вот что дают керосин и водород для этого q:
водород: f = 0.1 , c = 4365 , Mст = 1.64
керосин: f = 0.09 , c = 3306 , Мст = 2.65

Если удастся достичь f = 0.5, тогда при тех же 9165 м/с Мст = 1.82
Но возможно ли что масса зарядов будет составлять половину РБ?
 
+
-
edit
 
S.I.>Из закона сохранения энергии - импульса при соударении тел следует:
S.I.>Если
S.I.>m1- масса первого тела
S.I.>m2- масса второго тела
S.I.>v1- скорость первого тела до соударения
S.I.>v2- скорость второго тела до соударения
S.I.>v11- скорость первого тела после соударения
S.I.>v12- скорость второго тела после соударения
S.I.>k- коэффициент восстановления
S.I.>то v11=(m1*v1+m2*v2-(v1-v2)*m2*k)/(m1+m2),
S.I.>a v12=(m1*v1+m2*v2+(v1-v2)*m1*k)/(m1+m2)
S.I.>k=1 для абсолютно упругого столкновения
S.I.>k=0 для абсолютно неупругого столкновения.
S.I.>Отлетающая назад плита останавливается следующим взрывом и отбрасывается снова вперед.
S.I.>Половина кинетической энергии плиты аккумулируется в сжатом амортизаторе потому, что процесс сжатия- релаксации симметричный.
S.I.>Плита отлетает назад со скоростью –270м/сек (в абсолютной системе отсчета).

Всё правильно, но к данной системе не применимо. Эти формулы - для двух предельных случаев мнгонвенного взаимодействия точечных тел. Для описания аммортизатора "Ориона" трЭба использовать модель с образованием промежуточного энергетического состояния (типа неупругово рассеяния нейтрона на ядре). Тогда либо будет серьёзно (в десятки раз) нарушено ограничение "3g для экипажа", либо приращение импульса корабля составит 3g*(время взрыва)=0.03м/с. Третьего не дано.
 
+
-
edit
 
S.I.>Мне ведь чем ядерно-импульсный двигатель нравится – своей потенциальной надежностью.

Ну это бабушка надвое сказала.

S.I.>Потому, что:
S.I.>1. Не нужны гигантские развертываемые в космосе поверхности, с которыми часто возникали проблемы (вспомните «Скайлэб» - он так и остался летать с одной солнечной основной батареей). А большой радиатор – это десятки км герметичной (??) медной трубки малого диаметра.

По этому пункту - на 97% согласен, но трубки независимые друг от друга, и стальные. Поэтому пока (на малых радиаторах) вполне оправдывали себя.

S.I.>2. Можно полностью отказаться от криогенных компонентов на всех этапах полета. Никто еще не хранил криогенные компоненты в космосе более двух недель. А единственная авария пилотируемого корабля в дальнем космосе («Апполо-13») произошла именно из-за взрыва криогенного бачка жидкого кислорода – именно бачка, а не бака. Если б это был бак для двигателей, последствия были бы гораздо хуже.

А такой "криогенный" компонент как лёд чем плох для долгосрочного хранения? Каталитически и радиационно стимулированный пиролиз (надеюсь тот термин потребил?) воды - это 800С, после чего водород подаём на ТФЯРД, кислород - куда захочется. Также можно и с метаном.

S.I.>3. Не нужна сборка на орбите – система за счет высокой тяги ЯИД и стартового РДТТ выводится одним пуском.

Это 500 тонн или 4300 тонн? Мои оценки по потребной прочности тяговой плиты Вы упорно игнорируете.

S.I.>5. Трассу выведения можно проложить над океанами - с возможностью аварийной посадки на воду. Это немаловажно при наличии на борту ядерных материалов.

Да, заливка делящегося вещества водой - это немаловажно :) .

S.I.>Для аварийной посадки можно использовать абляционный экран тяговой плиты при входе в атмосферу, тормозные щитки или парашюты для дальнейшего торможения и систему амортизации ядерно-импульсного двигателя на конечном этапе.

Какой прочности должны быть ядрёные бомбы, чтобы при синхронном ускорении в 10-15g их подкритическое состояние (мои оценки по весу "арсенала" Вы также игнорируете) осталось подкритическим?

S.I.>6. Сборка системы может производиться на свободных мощностях заводов по производству подводных лодок в Северодвинске или Комсомольске-на-Амуре. Причем технология производства и гидравлических испытаний стального корпуса мощного стартового РДТТ большого диаметра весьма схожа с производством и испытанием отсеков прочного корпуса подводной лодки.

Да????????

S.I.>Предварительные же расчеты показывают, что ничего технически запредельного на сегодняшний день в корабле Орион-типа нет, в отличии от других схем.

У каждого свои "предварительные расчёты".
 
RU CaRRibeaN #11.02.2002 07:04
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

yuu2>Каталитически и радиационно стимулированный пиролиз (надеюсь тот термин потребил?) воды - это 800С

С этого места поподробнее, цифра с потолка, или есть подтверждения?
Shadows of Invasion.  
+
-
edit
 
yuu2>>Каталитически и радиационно стимулированный пиролиз (надеюсь тот термин потребил?) воды - это 800С
CaRRibeaN>С этого места поподробнее, цифра с потолка, или есть подтверждения?

Под рукой, естественно, нет. Но не с потолка. Просто не мой профиль - пользуюсь тем, что по случаю "ухватил".
 
+
-
edit
 
yuu2>>>Каталитически и радиационно стимулированный пиролиз (надеюсь тот термин потребил?) воды - это 800С
CaRRibeaN>>С этого места поподробнее, цифра с потолка, или есть подтверждения?
yuu2>Под рукой, естественно, нет. Но не с потолка. Просто не мой профиль - пользуюсь тем, что по случаю "ухватил".

1. Пиролиз - процесс неполного сгорания в условиях недостатка окислителя.
2. 800С - С ПОТОЛКА, для воды обыкновенной температура ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ около 3000С, иначе вода у Вас пламенем спички бы разлагалась :) Ан нет, только в пламени термита :)

Ник
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 
+
-
edit
 
yuu2>>>>Каталитически и радиационно стимулированный пиролиз (надеюсь тот термин потребил?) воды - это 800С

Nick_Crak>1. Пиролиз - процесс неполного сгорания в условиях недостатка окислителя.

Дык, я заранее извинявся, мол не знаю точного термину.

Nick_Crak>2. 800С - С ПОТОЛКА, для воды обыкновенной

Опять же, "каталитически и радиационно стимулированный".
 
RU CaRRibeaN #11.02.2002 18:16
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

Интересно, а как катализировать пиролиз? Вы знаете? Я тоже нет. Насчет "радиационно стимулированного пиролиза" - да есть такая штука, как радиолиз, правда не очень-то и активная, больше радиационных захватов (можете привести сечения радиационного сечения и упрогово рассеивания?) кислородом и водородом. Какой же спектр нейтронов должен быть, что бы активно радиолиз шел? насколько я помню спектр нейтронов деления плутония и урана-235 имеет среднее значение 650 кэв, а максимальное - 2 мэв? Хватил ли этого что бы активно делить? Не маловато ли сечение - м.б. ранье нейтрон термализуеться, и еще и захватиться водой? Эти вопросы для меня важны, поскольку я давно пытаюсь получить ответ, возможно ли промышленное разложение H2O в реакторах - либо бридерах (у них кстати как я понимаю проблемы с нейтронным балансом, т.е. флюкс наружу маловат, и радиолиз "не заработает"), либо на газо-графитовых реаторах. Вы, как профессионал-реакторщик, могли бы мне помочь с данными?
Shadows of Invasion.  
+
-
edit
 
CaRRibeaN>Интересно, а как катализировать пиролиз? Вы знаете? Я тоже нет...

Пиролиз (от греч. pýr - огонь, жар и lýsis - разложение, распад), превращение органических соединений в результате деструкции их под действием высокой температуры. Обычно термин используют в более узком смысле и определяют П. как высокотемпературный процесс глубокого термического превращения нефтяного и газового сырья, заключающийся в деструкции молекул исходных веществ, их изомеризации и др. изменениях (см. также Крекинг). БСЭ

Хочется добавить, что разлагая воду высокой температурой(+
излучением и пестиком ступы черта) образовавшемуся Гремучему Газу, надо сразу же объяснить - "Извини, хоть тем-ра и под 3000К, но нам НУЖЕН ВОДОРОД! И не думай сгорать по новой!" Т.е. вопрос ставится так "Черт с ним с КАТАЛИЗОМ! А вот ИНГИБИРОВАТЬ КАК?" :D

Промышленные методы получения водорода
Есть два направления промышленного получения водорода--электролиз и плазмохимия.
--Электролиз очень прост: ... Однако, в установках, работающих по этому принципу, для получения одного кубометра водорода требуется 4...5 киловатт-часов электроэнергии, что довольно дорого. При электролизе большая часть электроэнергии теряется в виде тепла при протекании тока через электролит. Кроме того, удельная производительность современных установок - не более 0,5 литра водорода в час с одного см2. Это количество определяется самим характером электрохимических реакций, протекающих только на поверхности электродов.
--Гораздо производительнее метод плазмохимии, использующий
химическую активность ионизованного газа - плазмы.
Перспективны неравновесные плазмохимические системы,
где электроны, разогретые электромагнитным полем до температур 10...15 тысяч градусов, избирательно передают энергию молекулам, а последние, распадаясь, образуют нужные химические продукты. При этом газ в целом остается практически холодным (его температура 300...1000oС). Важное преимущество этих систем — объемный характер протекающих в них процессов. Большие скорости химических реакций в газовой фазе позволяют добиваться гигантской удельной производительности плазмотронов.
Прямое плазмохимическое разложение паров воды на кислород
и водород в настоящее время малоэффективно. А вот углекислый
газ оказался идеальным плазмохимическим объектом. Неравновесное
возбуждение его молекулярных колебаний до 4...6 тысяч градусов
приводит к тому, что богатые энергией молекулы отбирают ее у
более бедных. Это влечет за собой резкое повышение скорости
химических реакций и энергетической эффективности процесса.
Коэффициент полезного действия при разложении углекислого газа
на окись углерода и кислород превышает 80 процентов.
Практически всю вкладываемую в разряд энергию удается направить
на осуществление полезной химической реакции.
С учетом этого можно организовать двухстадийный цикл
производства водорода:
на первой стадии осуществить плазмохимическое разложение
углекислого газа;
на второй — выполнить давно освоенную промышленностью
реакцию взаимодействия окиси углерода с водяным паром.
В результате образуется водород и исходное вещество --
углекислый газ. Таким образом, углекислый газ будет выполнять
роль физического катализатора для получения водорода из воды и,
не расходуясь, разрешит трудности, возникающие при разложении
водяного пара. В итоге формируется плазмохимический цикл, в
котором тратится только вода, а углекислый газ постоянно
возвращается в процесс.
Производительность такой плазмохимической системы в
десятки тысяч раз превзойдет эффективность электролизеров,
стоимость же водорода окажется примерно такой же, как и при
электролизе.

Остался последний вопрос - "А на хр@на?". В приложении к КА - в одном литре воды меньше Н2, чем в 1 л криоН2, а весит она 1 кг :)

Ник
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 
CaRRibeaN>Это на словах, к сожалению нормальных результатов пока не удалось добиться. А потом запитываться такая установка будет э/э, а хотелось бы напрямую теплом реактора (или любыми его другими продуктами, лишь бы не через турбины).

А как насчёт реактора-лазера для этих целей? Тут ссылочку давали надевно - интересно. Прямое преобразование ядрёной энергии в лазерное излучение.
 
+
-
edit
 
CaRRibeaN>есть такая штука, как радиолиз, правда не очень-то и активная

Активная, только в больших баках разница между скоростью диссоциации и скоростью рекомбинации достаточно мала.

CaRRibeaN> больше радиационных захватов (можете привести сечения радиационного сечения и упрогово рассеивания?) кислородом и водородом.

Тэк-с, в справочник заглянуть лень? Мне тоже.

CaRRibeaN>насколько я помню спектр нейтронов деления плутония и урана-235 имеет среднее значение 650 кэв, а максимальное - 2 мэв?

Абшибочка. Среднее в районе 2 МэВ, предел для константных файлов - в районе 15 МэВ.

CaRRibeaN> м.б. ранье нейтрон термализуеться, и еще и захватиться водой?

В тонких слоях - нет.

CaRRibeaN> возможно ли промышленное разложение H2O в реакторах

Возможно всё, вопрос - какой ценой и в каком количестве. Но если именно себестоимость подразумевается под "промышленным", то в существующих аппаратах пока не возможно - их никто и не думал затачивать под столь узкое применение.

CaRRibeaN> либо бридерах (у них кстати как я понимаю проблемы с нейтронным балансом,

Да, "проблемы" - "лишние" нейтроны.

CaRRibeaN> т.е. флюкс наружу маловат,

Поток, "флюкс" - это flux, он же - поток.

CaRRibeaN>Вы, как профессионал-реакторщик, могли бы мне помочь с данными?

Нетути подобных установок. И видимо пока ещё не скоро будут, ведь нужно решать уймищу проблем по безопасности - и свинец, и натрий, и графит как-то не очень дружат с водой.
 
RU Старый #12.02.2002 05:35
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Ну вы распалились, джентльмены! Пиролиз! ТФЯРД! А чем вам обычное-то топливо не подходит? Типа АТ/НДМГ? Тяжеловато будет? Конечно. Но ведь стоимость разработки марсианской экспедиции настолько велика, что на этом фоне несколько "лишних" рейсов Энергии чтобы завезти на орбиту неск. сот тонн дополнительного топлива практически ничего не изменят. Могут даже оказаться дешевле, чем разработка и испытание этой ядерно/пиролизной экзотики.
Рассчитывая энергетику марсианской экспедиции нужно помнить, что лететь-то практически только в одну сторону. Назад ведь можно возвращать сравнительно небольшой возвратный корабль только с экипажем и результатами исследований.
Думаю, рассчитывая марсианскую экспедицию, нужно плясать от Викингов. То есть рассматривать марсианские корабли просто как пропорционально увеличенные Викинги. В баллистическом смысле, конечно, а не в техническом.
Старый Ламер  
+
-
edit
 
CaRRibeaN>>Интересно, а как катализировать пиролиз? Вы знаете?
Nick_Crak>Пиролиз (от греч. pyr - огонь, жар и lysis - разложение, распад), превращение органических соединений

Ну ещё раз извинюсь за неуместный термин.

Nick_Crak>Хочется добавить, что разлагая воду высокой температурой(+
Nick_Crak> излучением и пестиком ступы черта) образовавшемуся Гремучему Газу, надо сразу же объяснить - "Извини, хоть тем-ра и под 3000К, но нам НУЖЕН ВОДОРОД!

Мембраны.

Nick_Crak>Перспективны неравновесные плазмохимические системы,
Nick_Crak>где электроны, разогретые электромагнитным полем до температур 10...15 тысяч градусов, избирательно передают энергию молекулам, а последние, распадаясь, образуют нужные химические продукты.

Вот, вот, вот - некоторые для этих целей пользуются нейтронами и гаммой.

Nick_Crak> При этом газ в целом остается практически холодным (его температура 300...1000oС).

И я об этом же - 800С, но повторюсь - инфа не моя.

Nick_Crak> Прямое плазмохимическое разложение паров воды на кислород
Nick_Crak>и водород в настоящее время малоэффективно. А вот углекислый
Nick_Crak>газ оказался идеальным плазмохимическим объектом. Неравновесное
Nick_Crak>возбуждение его молекулярных колебаний до 4...6 тысяч градусов
Nick_Crak>приводит к тому, что богатые энергией молекулы отбирают ее у
Nick_Crak>более бедных. Это влечет за собой резкое повышение скорости
Nick_Crak>химических реакций и энергетической эффективности процесса.

Ну просто это не моя тема - не знаю я подробностей :(

Nick_Crak> Производительность такой плазмохимической системы в
Nick_Crak>десятки тысяч раз превзойдет эффективность электролизеров,
Nick_Crak>стоимость же водорода окажется примерно такой же, как и при
Nick_Crak>электролизе.

И это у них именуется "промышленным"? Как-нибудь надо приложить руку (или ногу).

Nick_Crak>Остался последний вопрос - "А на хр@на?". В приложении к КА - в одном литре воды меньше Н2, чем в 1 л криоН2, а весит она 1 кг :)

А сколько весят регенеративные патроны на один человеко-год? Уж проще из воды, а водород - в топку (в смысле - в ТФЯРД малой тяги).
 
+
-
edit
 
au>А как насчёт реактора-лазера для этих целей? Тут ссылочку давали надевно - интересно. Прямое преобразование ядрёной энергии в лазерное излучение.

Заходите в ветку "КПД лазера" видите цифру, ужасаетесь. После чего эту цифирь надоть помножить на КПД ядерной накачки и подсчитать - сколько тепла нужно сбросить в радиаторы, чтобы получить 1 кг водорода.
 
RU CaRRibeaN #12.02.2002 09:05
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Производительность такой плазмохимической системы в
десятки тысяч раз превзойдет эффективность электролизеров,
стоимость же водорода окажется примерно такой же, как и при
электролизе.

Это на словах, к сожалению нормальных результатов пока не удалось добиться. А потом запитываться такая установка будет э/э, а хотелось бы напрямую теплом реактора (или любыми его другими продуктами, лишь бы не через турбины).


>Остался последний вопрос - "А на хр@на?".

Для создания эффективной водородной энергетики, на "халявном" водороде.

>В приложении к КА - в одном литре воды меньше Н2, чем в 1 л криоН2, а весит она 1 кг

Здрасти, соотвественно 72 грамма в LH2 и 111 грамм в воде. Ник, что-то ты часто ошибаться стал :)


Но к КА это никакого отношения не имеет, там лучше все же криводород.
Shadows of Invasion.  
MD Serg Ivanov #12.02.2002 17:15
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★☆
yuu2>Всё правильно, но к данной системе не применимо. Эти формулы - для двух предельных случаев мнгонвенного взаимодействия точечных тел. Для описания аммортизатора "Ориона" трЭба использовать модель с образованием промежуточного энергетического состояния (типа неупругово рассеяния нейтрона на ядре). Тогда либо будет серьёзно (в десятки раз) нарушено ограничение "3g для экипажа", либо приращение импульса корабля составит 3g*(время взрыва)=0.03м/с. Третьего не дано.

Нет такого понятия «мгновенное взаимодействие точечных тел».
Эти формулы для реального частично упругого соударения – иначе у Вас нарушаются законы сохранения энергии - импульса. Коэффициент восстановления k является в определенном смысле мерой упругости тела. Для пластилина он равен нулю, для стали 5/9, для стекла 15/16. См. «Справочник по физике», Х.Кухлинга. Задача системы амортизации максимально приблизить его к 1. Что касается ускорения для экипажа и корабля то оно не зависит ни от коэффициента k, ни от скоростей, а только от длины хода амортизаторов и отношения масс плиты и корабля. А причем неупругое рассеяние нейтронов для простого механического столкновения двух тел?

S.I.>5. Трассу выведения можно проложить над океанами - с возможностью аварийной посадки на воду. Это немаловажно при наличии на борту ядерных материалов.
yuu2>А такой "криогенный" компонент как лёд чем плох для долгосрочного хранения? Каталитически и радиационно стимулированный пиролиз (надеюсь тот термин потребил?) воды - это 800С, после чего водород подаём на ТФЯРД, кислород - куда захочется. Также можно и с метаном.

Лед конечно всем хорош- только вот на 85% состоит из кислорода… И с метаном дело не намного лучше – в основном углерод. Никакого выигрыша в Уи по сравнению с прямой подачей воды или метана в реактор не будет – посчитайте.
S.I.>3. Не нужна сборка на орбите – система за счет высокой тяги ЯИД и стартового РДТТ выводится одним пуском.
yuu2>Это 500 тонн или 4300 тонн? Мои оценки по потребной прочности тяговой плиты Вы упорно игнорируете.

500, 500 – включите здравый смысл на счет плиты.

Да, заливка делящегося вещества водой - это немаловажно .

На счет заливки зарядов (подчеркиваю зарядов!) водой уже говорено выше на примере заливки АПЛ «Тайфун». А что лучше реакторы с Байконура «Энергией» через пол-России выводить? А Казахстан разрешит?

S.I.>Для аварийной посадки можно использовать абляционный экран тяговой плиты при входе в атмосферу, тормозные щитки или парашюты для дальнейшего торможения и систему амортизации ядерно-импульсного двигателя на конечном этапе.
Какой прочности должны быть ядрёные бомбы, чтобы при синхронном ускорении в 10-15g их подкритическое состояние (мои оценки по весу "арсенала" Вы также игнорируете) осталось подкритическим?

Некоторые ядренные бомбы рассчитаны на вход в грунт на глубину до 6 м и последующий подрыв для разрушения заглубленных сооружений – ускорение порядка нескольких тысяч g. Ядерные артиллерийские снаряды выдерживают при выстреле 7000g – и ничего.

Valery V>Ну что ж, можно подвести некоторые итоги по Орионам.
Связь начальной массы ступени Мст ,
весового качества ступени f ,
скорости истечения с , (с = Iуд*9.81)
характеристической скорости q,
в единицах массы ПН (масса ПН=1) следующая:
Мст = (1 + Мст * f)* exp( q/c) - 1
Это вытекает из стандартной формулы, если разделить ее на Мпн - массу ПН:
Мстартовая = Мст + Мпн = (Мпн + Мст * f)* exp(q/c), где масса в СИ.
Подставляя характерные значения f и c для орионовского двигателя и химического получим для одинаковой q , соответствующей межпланетным перелетам, стартовые массы как Мст+1 единиц полезной нагрузки.
Кроме того, решая равнение
(1 + Мст * fорион)*exp(q/Cорион) = (1 + Мст * fхим)*exp(q/Cхим)
относительно Мст, можно найти с какой стартовой массы Мст+1 использование орионовской технологии становится выгоднее химических РД. Разумеется, только по массовым критериям. Кстати, можно вставить в формулу функции стоимости 1 м/с ХС от общей величины ХС на которую проектируется система и массы ПН, и получить решение, с какой массы выгоднее применять "орион" вместо химии. Все это верно для Мст хим >= Мст орион min в тоннах.
Вопрос в том, какими могут быть реально осуществимые значения f и с для Ориона.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]
 
MD Serg Ivanov #12.02.2002 17:15
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★☆
Вот именно.

yuu2> (чтоб при среднем ускорении 3g пиковое ускорение 3000g не размазало корабль по опорной плите), получим необходимость плиты на 1.5-2 метра толщиной (Pi*10*10*1.5*7.8=3670 тонн) плюс равнопрочный плите корпус (положим "всего" 500 тонн), плюс сотня тонн на обустройство "арсенала", ну и космонавтам по-барски выделим 20 тонн под жизнь и деятельность и ещё 10 тонн на теневую защиту. Получим 4300 тонн.
Если опираться на эту оценку, включить конструкцию зарядов в массу топлива, считать демпферирующие устройства частью РБ, а не корабля, получаем весовое качество f = 4000/4500 = 0.888

Ну если считать, что для того чтобы в течение 0,001сек выдержать давление 480атм нужна стальная плита толщиной 1,5м, то тогда конечно :-) . Вы по этому принципу опорную плиту миномета сконструируйте – получите миномет весом с атомный реактор! Нельзя пластину работающую на сжатие очень короткое время (и лежащую на «газовой подушке») считать как корпус реактора ВВЭР работающий на растяжение длительное время. Для корабля массой в 500т тяговая плита в 3670т – не многовато ли?!

Порядок величины у.и. в нерелятивистском приближении найдем из очевидных соображений:
с2 = 2*b*k*P/m
P - энергия заряда в джоулях,
m - масса испаряемой конструкции,
b - геометрический к.п.д. - доля полусферы, закрываемая телесным углом отражателя с центром в эпицентре взрыва + потери от непараболичности отражателя (если направление из эпицентра к краю плиты имеет угол с осью плиты 60 градусов, то уже b < 0.5),

Потери от не параболичности нужно интегрировать, от центра к краю угол меняется. Или просто в качестве геометрического КПД взять отношение площади плоской плиты к площади сферы которой она касается краями – проинтегрируйте, убедитесь что результат один и тот же. А почему разлет вещества должен быть равномерным во все стороны? В отчете Лос-Аламосской лаборатории рабочее тело (бериллий или гидрид лития) сосредоточено в конусе с углом при вершине 30 градусов, направленном основанием на плиту.

k - механический к.п.д. - доля энергии в телесном угле покрываемом плитой преобразованая в механический импульс, включая тепловое излучении плиты в нужном направлении.

А куда остальная энергия при k = 0.001 в телесном угле девается – опять испаряет корабль? ;-)

Самое забавное, что вопреки формализму соотношения, простым уменьшением m импульс не увеличишь - уменьшится m, возрастет температура продуктов - уменьшится и k ...
Сомнительно, что можно получить с больше, чем в ТФЯРД.
Примем: P/m = 0.1 кт/кг , b = 0.1 , k = 0.001 , тогда получаем с = 9165 м/с.

В рассекреченном отчете Лос-Аламосской ядерной лаборатории ( ссылка на предыдущей стр.) приведены другие расчеты- для корабля в 100000кг: масса плиты диаметром 4,572м при толщине 7,62см равна 10970кг, масса амортизатора – столько же, масса топливных ядерных зарядов 25515кг, масса остальной конструкции и полезного груза =52542кг. Характеристическая скорость корабля принята =20км/сек, максимальное ускорение в конце полета =2g. Тогда получаем с=67892.6 м/с. Вы можете опровергнуть их расчеты?
 
RU CaRRibeaN #12.02.2002 19:47
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

yuu2>Активная, только в больших баках pазница между скоpостью диссоциации и скоpостью pекомбинации достаточно мала.

А почему это так? "всплывает" долго?

yuu2>Тэк-с, в спpавочник заглянуть лень? Мне тоже.

Иметь бы такой спpавичник. Давно мечтаю о "каталоге" сечений (pазных, меня эдак штук 250 интеpесует)
нейтpонных pеакций и заодно - гpафикос зависимостей свободного пpобега гамма-квантов в в-ве в
зависимости от энеpгии, был один сайтик с подобными данными и тот накpылся.

yuu2>Абшибочка. Сpеднее в pайоне 2 МэВ, пpедел для константных файлов - в pайоне 15 МэВ.

Гм, гм. И откуда же там 15 МЭв? Я уточню данные, насчет сpедней не увеpен, но то что в ЯБ нету нейтpонов
выше 14 МЭВ энеpгие, и те с ТЯ pеакции - увеpен на 99,9%.

yuu2>В тонких слоях - нет.

Там и pадиолиза не будет.

yuu2>Hо если именно себестоимость подpазумевается под "пpомышленным", то в существующих аппаpатах
пока не возможно - их никто и не думал затачивать под столь узкое пpименение.

Мне кажеться никто и не думал. А поpа бы. Hо есть у меня мысли, что pеактоpщикам сугубо пофиг
на все потуги пpиспособить pеактоpы под что-то дpугое, кpоме как на туpбину посадить. Hу
максимум - исследовательские и АСТ. Я HИГДЕ не встpечал никакого упоминания о
"ядеpно-химических" pеактоpах.

yuu2>Да, "пpоблемы" - "лишние" нейтpоны.

Да ну - один на pеакцию, один на бpидинг, 0.07-0.15 нейтpона остаеться, это типа так много, что пpосто
девать некуда? если конечно пpиказать pеактоpу не поглощать нейтpоны своими констpукционными
матеpиалами и не выпускать их наpужу, то и с этого наваpить можно, а так - нету там "лишних"
нейтpонов нифига.

yuu2>Поток, "флюкс" - это flux, он же - поток.

Спасибо, я знаю. А по сути ничего сказать не хотите?

yuu2>И видимо пока ещё не скоро будут, ведь нужно решать уймищу проблем по
безопасности - и свинец, и натрий, и графит как-то не очень дружат с водой.

Это только вы пардон считаете, что воду можно разлагать в активной зоне при 800 С (что кстати даже
если возможно, вы правы, технологически это реализовать очень и очень сложно). Я считаю что
800 С мало, что такое радиационная стимуляция не знаю (т.е. почему вдруг при сильной радиации
температура пиролиза вдруг упадет), про катализаторы тоже не слышал (но уже спроил, и
еще на форуме спрошу). Т.е. откуда вы взяли свои 800С - абсолютно не понятно, и какое это отношение
имеет к реактору, радиолиз идет и при 0 С, а пиролиз при 800 С не идет в ускорителе. Т.е. я не
понимаю откуда вы зяли эту цифру.

>Но ведь стоимость разработки марсианской экспедиции настолько велика, что на этом фоне несколько
"лишних" рейсов Энергии чтобы завезти на орбиту неск. сот тонн дополнительного топлива
практически ничего не изменят.

вы знаете цену
1) Марсианской экспедиции, и какова доля стоимости вывода сотен тонн корабля
на орбиту сборки?
2) Стоимость старта Энергии выраженную в любых долларах?

yuu2>Вот, вот, вот - некоторые для этих целей пользуются нейтронами и гаммой.

Вы же признались что профан в этом, или давайте все же кидайтесь ссылками, или
не делайте таких заявлений. Радиолиз - да известен, а что он из себя представляет
в газовой фазе, с его-то сечениями? Электроны, напомню, заряженные частицы,
и "сечения" имеют не в пример выше, больше диамтра АТОМА, а не ядра. В эти же
миллионы раз теоретически будет и равновесный кпд меньше. Так что давайте
не будет делать скоропалительных заявлений.

>И я об этом же - 800С, но повторюсь - инфа не моя.

А чья? Нельзяли наконец разбавить эту цифру ссылками?

yuu2>А сколько весят регенеративные патроны на один человеко-год?

А вы конечно думаете что там используеться химическая регенерация? Неа - механическая
сепарация и выброс за борт СО2, и получение О2 электролизом.
Shadows of Invasion.  
+
-
edit
 
yuu2>>Всё правильно, но к данной системе не применимо. Эти формулы - для двух предельных случаев мнгонвенного взаимодействия точечных тел.
S.I.>Нет такого понятия «мгновенное взаимодействие точечных тел».

Да??? Чему ж детишек в школе учат?

yuu2>>Для описания аммортизатора "Ориона" трЭба использовать модель с образованием промежуточного энергетического состояния (типа неупругово рассеяния нейтрона на ядре).
S.I.>А причем неупругое рассеяние нейтронов для простого механического столкновения двух тел?

Модель, просто модель, математика такая.

yuu2>>Тогда либо будет серьёзно (в десятки раз) нарушено ограничение "3g для экипажа", либо приращение импульса корабля составит 3g*(время взрыва)=0.03м/с. Третьего не дано.
Примем, что корабль (в их весовой раскладке) развил-таки 3g в течении секунды. Тогда суммарное приращение импульса=5*105(кг)*3g*1сек=1.5*107. Если изначально весь этот импульс был запасён плитой в 26 тонн (а другого не дано), то её скорость на момент окончания взрыва составит 1.5*107/2.6*104=576 м/с. Уже не 300, приведённые Вами. Или 546 м/с относительно кабины. За время между взрывами (1сек) скорость плиты относительно кабины должна упасть до 0, т.е. имеем ускорение плиты -546 м/с2. Или потребную "длину пробега" плиты относительно капсулы экипажа 288 МЕТРОВ! Таким образом, либо не выполняется условие 3g для экипажа, либо он летит гораздо медленнее.

S.I.>>3. Не нужна сборка на орбите – система за счет высокой тяги ЯИД и стартового РДТТ выводится одним пуском.
yuu2>>Это 500 тонн или 4300 тонн? Мои оценки по потребной прочности тяговой плиты Вы упорно игнорируете.
S.I.>500, 500 – включите здравый смысл на счет плиты.

Включаю, получаю 4300.
 
+
-
edit
 
yuu2>> (чтоб при среднем ускорении 3g пиковое ускорение 3000g не размазало корабль по опорной плите), получим необходимость плиты на 1.5-2 метра толщиной (Pi*10*10*1.5*7.8=3670 тонн) плюс равнопрочный плите корпус (положим "всего" 500 тонн), плюс сотня тонн на обустройство "арсенала", ну и космонавтам по-барски выделим 20 тонн под жизнь и деятельность и ещё 10 тонн на теневую защиту. Получим 4300 тонн.

S.I.>Ну если считать, что для того чтобы в течение 0,001сек выдержать давление 480атм нужна стальная плита толщиной 1,5м, то тогда конечно :-) . Вы по этому принципу опорную плиту миномета сконструируйте – получите миномет весом с атомный реактор!

Естественно, будет у Вас миномёт с подпятником 20 метров - будет и плита толщиной метр, два, три.

S.I.>Нельзя пластину работающую на сжатие очень короткое время

Она будет работать не только на сжатие, но и на изгиб/растяжение. Или вы уже научились приказывать ядерному взрыву до такой степени, чтобы пространственная неравномерность негрузки составляла единицы Паскалёв?

S.I.>считать как корпус реактора ВВЭР работающий на растяжение длительное время.

Именно что работающий при постоянной нагрузке. Плита же должна отрабатывать гигантскую знакопеременную нагрузку.

S.I.>Для корабля массой в 500т тяговая плита в 3670т – не многовато ли?!

Неча на рецензента пенять, коль проект коряв.(ТМ)
 
+
-
edit
 
yuu2>>Тэк-с, в спpавочник заглянуть лень? Мне тоже.
CaRRibeaN>Иметь бы такой спpавичник. Давно мечтаю о "каталоге" сечений (pазных, меня эдак штук 250 интеpесует)
CaRRibeaN>нейтpонных pеакций и заодно - гpафикос зависимостей свободного пpобега гамма-квантов в в-ве в
CaRRibeaN>зависимости от энеpгии, был один сайтик с подобными данными и тот накpылся.

Файлы ENDF-B подойдут? Всего-то 0.5 мегабайта на один изотоп. Только утилиты-рисовалки для них у меня нет за ненадобностью.

yuu2>>Абшибочка. Сpеднее в pайоне 2 МэВ, пpедел для константных файлов - в pайоне 15 МэВ.
CaRRibeaN>Гм, гм. И откуда же там 15 МЭв? Я уточню данные, насчет сpедней не увеpен, но то что в ЯБ нету нейтpонов
CaRRibeaN>выше 14 МЭВ энеpгие, и те с ТЯ pеакции - увеpен на 99,9%.

Проверил лишний раз: средняя энергия нейтронов деления - 1.98 МэВ; предел за которым выход нейтронов считается пренебрежимо мал - 15 МэВ.

yuu2>>Hо если именно себестоимость подpазумевается под "пpомышленным", то в существующих аппаpатах пока не возможно - их никто и не думал затачивать под столь узкое пpименение.
CaRRibeaN>Мне кажеться никто и не думал. А поpа бы. Hо есть у меня мысли, что pеактоpщикам сугубо пофиг на все потуги пpиспособить pеактоpы под что-то дpугое, кpоме как на туpбину посадить. Hу максимум - исследовательские и АСТ. Я HИГДЕ не встpечал никакого упоминания о "ядеpно-химических" pеактоpах.

Были всяческие варианты для перегонки нефти и подогрева воздуха для домен. На публику их не выносили, потому как до ума не довели.

yuu2>>И видимо пока ещё не скоро будут, ведь нужно решать уймищу проблем по безопасности - и свинец, и натрий, и графит как-то не очень дружат с водой.
CaRRibeaN>Это только вы пардон считаете, что воду можно разлагать в активной зоне при 800 С (что кстати даже если возможно, вы правы, технологически это реализовать очень и очень сложно). Я считаю что 800 С мало, что такое радиационная стимуляция не знаю (т.е. почему вдруг при сильной радиации температура пиролиза вдруг упадет), про катализаторы тоже не слышал (но уже спроил, и еще на форуме спрошу). Т.е. откуда вы взяли свои 800С - абсолютно не понятно,

Это не мои 800С, я просто повторил то, что слышал от человека, как мне кажется, глубоко ушедшего в эту тему. Поэтому и ссылку дать не могу - его по проводу не перекачать, живой всё-таки.

yuu2>>Вот, вот, вот - некоторые для этих целей пользуются нейтронами и гаммой.
CaRRibeaN>Вы же признались что профан в этом, или давайте все же кидайтесь ссылками, или не делайте таких заявлений. Радиолиз - да известен, а что он из себя представляет в газовой фазе, с его-то сечениями?

А что с сечениями? Микросечения как были, так и останутся - их фазовое состояние не колышет (почти). Макросечения в газе (паре), естественно, меньше. Но если речь идёт о скорости реакции (точнее о скорости накопления "продукта"), то нужны макросечения, помноженные на объём и поток.

CaRRibeaN>Электроны, напомню, заряженные частицы, и "сечения" имеют не в пример выше, больше диамтра АТОМА, а не ядра. В эти же миллионы раз теоретически будет и равновесный кпд меньше.

Я не обещал отрывать нейтронами электроны, при радиолизе (как и в плазме) накачка энергии в электроны идет через атом (и нейтронами, и гаммой), только "плазменная температура" создаётся у отдельной молекулы. А дальше, наверное, как в плазмохимическом генераторе, я не знаю той конструкции - могу лишь восстановить принципы.

yuu2>>А сколько весят регенеративные патроны на один человеко-год?
CaRRibeaN>А вы конечно думаете что там используеться химическая регенерация? Неа - механическая
CaRRibeaN>сепарация и выброс за борт СО2, и получение О2 электролизом.

Вот, вот, вот - электролизом, а будет в баках лёд, будут из него.
 
1 4 5 6 7 8 12

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru