ЭРД и другие

Fakir>> Тот же вольфрамовый раскалённый реахтор в фокусе параболы - говно, простите, а не фотонный двигатель.
Татарин> Ясен пень.

Не пойму - а кто спорит то? Кака жутковатая - но ведь теоритически возможен? Умные (вроде) люди из уважаемого института, за казенный кошт, между прочим, пишут такие вот статейки в сборники конференций (sik!), а потом Татарин и Ник отдувайся?! НИ ПОЗВОЛЯМ! (с) Польский сейм

Ник

А.С.> В кольцевом не получится - электрон теряет энергию из-за синхротронного излучения быстрее, чем мы её успеваем подводить.
А.С.> Да и в линейном не получится - из-за неидеальности вакуума начнётся черенковское. Меньше, чем на 100 ТэВ, между прочим. А это вовсе ещё даже не макроэнергия.

Зачем воспринимать всё так буквально? Тут же совершенно гипотетические сныигры разума
Ну нехай не электрон, а протон. Нехай даже нечто нейтральное, ускоряемое в кольце неведомым образом (а чё стесняться, раз уж мы договорились верить в волшебную тумбочку - сгорела хата, нехай горит сарай). И плевать на все потери - у нас тумбочка есть. "По условию данной задачи"

И попробуем представить, как будет выглядеть такое ускорения корабля до полусветовой скорости на честном слове^* и на одном ядре
Будет выглядеть довольно-таки нетривиально, ИМХО
Я вот в деталях пока его эволюции представить не могу...

^* Верим на слово человеку, который обещался предоставить нам тумбочку

По уму, конечно, надо бы нормальный ликбезный топик по ЭРД, но лениво... ограничимся пока этим

AGRESSOR>> Почему рабочее тело для ЭРД - ксенон? Водород был бы легче.

А что легче - килограмм пуха или килограмм свинца?


Dem_anywhere> Для разгона аппарата нужно отбросить определённую массу с определённой скоростью. Если скорость обеспечивается нагревом - то тут лучше лёгкие вещества (их атомы быстрей летают при равной температуре). Если иным способом - пофиг.

С нагревом - верно, с остальным - совершенно нет.

Wyvern-2>> Возьми табличку "энергия ионизации" и выбери наиболее выгодное и удобное раб.тело для ионников. Спорим я угадаю, что ты выберешь?
Dem_anywhere> Даже не такую, а табличку с этой энергией на единицу массы.

Как ни странно, но это в общем-то дело практически десятое.
Расходы непосредственно на ионизацию малы в общем раскладе, больше зависят от совершенства источника ионов, а потерь куда больше из-за расходимости струи.

Wyvern-2> С ксеноном всё совсем не так Играет роль отношение энергии ионизации к молекулярной/атомарной массе рабочего тела.

Мелочь, по сути.

>Дело в том, что если ионизировать водород (или другой *легкий газ*) то его легкие ионы начнут расталкивать друг друга, мешая работе ЭРД.

Это примерно верно, хотя и не связано с предыдущим тезисом
А связано - с отношением заряда к массе.
Но!
Расталкивание важно только для ионного движка, поскольку только там оно и может быть, у них в разгонном промежутку пространственный заряд некомпенсирован, а СПД-то пофих.
Для ионных да - есть принципиальное ограничение по плотности тока, значит, плотность тяги можно повышать только за счёт роста массы иона. Чем тяжелее, тем лучше. Можно даже в принципе не то что ионы - капельки заряженные использовать.
Для СПД принципиальных ограничений на плотность тока нет. В принципе, может использоваться совершенно любое рабочее тело при одном и том же УИ, только разрядный ток будет меняться.
Но масса иона влияет на "тепловой шум" или "потери на тепловую скорость" (терминология самопальная, придумана на ходу). Поскольку рабочее тело не при абсолютном нуле находится, а довольно-таки тёплое - у молекул есть тепловые скорости, которые обуславливают "непараллельность" реактивной струи, да и еще куча влияний даёт тот же эффект расхождения струи. И чем легче ион - тем менее параллелен будет струя. А это не есть гут - и не только по причинам потери в тяге и УИ.
Переходим с ксенона на криптон - полуугол расхождения растёт с 15 градусов до 30. И это у лучших лабораторных моделей. А у лётных он и так 45 градусов даже на ксеноне.

Wyvern-2> Поэтому используют ксенон, литий или, даже, как это ни странно , ртуть.

По факту, что литий, что ртуть, что цезий использовали разве что в лабораторных моделях движков, гоняли на стендах.
Литий годится только для МПД - другим типам ЭРД совершенно не вкусен. Такие вообще не летали.
Ртуть (как и цезий) - она больше для ионников, именно ионных двигателей. Но и то я не припомню ни одного лётного на ртути... А, ну разве в совсем шестьдесят лохматых годах - у американцев там что-то было, со SNAP-11, что ли, или какой там у него номер... А ионники и на ДипСпейсе, и на Доне - тоже на ксеноне.
Так что лётные движки практически сплошь на ксеноне.


> При этом есть потеря Иу - но опять же, как ни странно - конструкторы этому РАДЫ

Кхм... ну это, собссно, нельзя называть потерями.

> а чем легче ионы - тем более электронапряженным и тяжелым получается двигло.

Тоже правда, но не вся и не главная

Wyvern-2> А ксенон в сверхкритическом состоянии - самое удобное рабочее тело. Компактное, не криогенное, с собственным давлением наддува, химически инетное.

Во-о!
И это один из ключевых моментов, почему имеено ксенон, а не криптон, и, тем более, не водород.

Fakir>> Я-таки напомню, что по классическому стародавнему определению, УИ - это время, в течение которого движок будет развивать тягу в 1 кг, расходуя 1 кг массы.
Wyvern-2> Оппоп! Это не Импульс Удельный, это - УДЕЛЬНАЯ ТЯГА Импульс удельный - другое, скорость истечения - третье. Они могут быть численно, или даже реально равны - но не тождественны

Да одно и то же За исключением скорости истечения.


Резюмируя: ксенон выбран отнюдь не из-за одной характеристики, а из-за их совокупности. И тем более не из-за потенциала ионизации.
Это - небольшой потенциал первой ионизации. Не какой-то исключительно маленький, дело совсем не в этом - например, у воды или молекулы кислорода вполне сравнимый - а просто удобный. Куда важнее - то, что он ТЯЖЁЛЫЙ и при этом одноатомный (т.е. диссоциация не произойдёт раньше ионизации, со всеми неприятными вытекающими). Ну и достаточная простота хранения - при нормальных температурах может быть жидким при умеренных давлениях, что весьма важно. Ну и не металл, не будет осаждаться на керамических стенках СПД.
Так что был бы радон доступен - его бы юзали с удовольствием

Wyvern-2>> Оппоп! Это не Импульс Удельный, это - УДЕЛЬНАЯ ТЯГА Импульс удельный - другое, скорость истечения - третье. Они могут быть численно, или даже реально равны - но не тождественны
Fakir> Да одно и то же За исключением скорости истечения.

Нет. И с ЭРД как раз самая наглядная иллюстрация
Такой то ЭРД развивает тягу в килограмм на килограмме РТ в течении 1000сек Т.е. УТ = 1000сек
Ставим этот ЭРД на первую ступень КА - вместе с всей байдой - источником питания, батареями и проч. Каково будет отношение количества движения приданное первой ступенью второй к массе первой ступени ? Чувствуешь разницу?

Ник

Fakir> Ты забыл, что такое характеристическая скорость и гравитационные потери?
Не,не ЭТО нас не интересует
Удельная тяга = время при котором данный двигатель на единице массы (1 кг) данного топлива/РТ развивает тягу в одну единицу (1 кгс)
Импульс удельный = отношение кол-ва движения/импульса к массе затраченного топлива/РТ

Вроде бы умножением/делением на g легко перевести тудЫ-сюдЫ -ан нет -ЭТО РАЗНЫЕ ВЭСЧИ

Ник

au> Сегодня дошло: если 384000 км проходить за год, то это 44 км/ч.
au> Скорость велосипеда.
Неправильно Путь там вовсе не 384000, а многие миллионы

Ник

au> Правильно. Не надо свои накладные расходы списывать на заказчика, которому из А в Б. Как таксисты...
По-таксистки: есть прямой путь - двое суток. Только он намного дороже

Ник

Fakir> А что легче - килограмм пуха или килограмм свинца?

А причем тут это? Удельная плотность у водорода меньше.

Dem_anywhere>> Для разгона аппарата нужно отбросить определённую массу с определённой скоростью. Если скорость обеспечивается нагревом - то тут лучше лёгкие вещества (их атомы быстрей летают при равной температуре). Если иным способом - пофиг.
Fakir> С нагревом - верно, с остальным - совершенно нет.
Не понял...
Вот если мы например будем стрелять из ружья пулями равной массы - то разве их материал будет иметь хоть какое-то влияние на получаемое ускорение?

Dem_anywhere> Вот если мы например будем стрелять из ружья пулями равной массы - то разве их материал будет иметь хоть какое-то влияние на получаемое ускорение?

Конечно. От материала зависит трение о стенки ствола. От материала зависит, не деформируется ли пуля. Прорыв пороховых газов или смещение ЦТ могут сказаться.

Fakir>> А что легче - килограмм пуха или килограмм свинца?
AGRESSOR> А причем тут это? Удельная плотность у водорода меньше.

Бесспорно Только кто тебе сказал, что это хорошо? Если он скажет тебе это еще раз - "плюнь ему в глаза и назови лжецом" (с) Ходжа Насреддин

Fakir>> С нагревом - верно, с остальным - совершенно нет.
Dem_anywhere> Не понял...
Dem_anywhere> Вот если мы например будем стрелять из ружья пулями равной массы - то разве их материал будет иметь хоть какое-то влияние на получаемое ускорение?

В первом приближении (если игнорировать те детали, о к-х Агрессор сказал) - материал пули влиять на получаемый импульс не будет, будет влиять только порох, его количество и размер хре длина ствола.
Только причём тут Курский вокзал? Какое отношение имеют ружья к ЭРД?