ЭРД и другие

Ну никакой абстрактной мысли...
Блин, ну пусть не электрон, ядро пушечное по кольцевым рельсам на тележке возим!

центробежной силой порвёт
Нет, кольцевой ускоритель в принципе не способен дать нужную тягу.
А сильноточный линейный - по сути, тот же ионник.

гы - масса лектрона или ядра превысит массу
корабля .... но даже не это самое
смешное - при "выстреле" корабль по условиям
задачи разгонится до околосвета практически
мгновенно - тобиш его ускорением просто
сплющит ....

Меня учили, что нулевого приближения не бывает - нельзя пренебрегать эффектами первого порядка.

уважаемые знатоки ЭРД!

Есть идея смастерить термоэмисионный генератор на ионах. Если способ ионизовать рабочее тело, например цезий, без излишних затрат? В известном прототипе ТЭГ ионы натрия при нагреве покидают алюмосиликатную мембрану, но она долго не живет, да и удельная энергоемкость хиленькая. Заранее благодарен.

Посмотрите, например: Гришин, Лесков, Козлов, "Электрические ракетные двигатели" - в сети есть. Там "двигательные" источники разного типа для разных веществ достаточно подробно разобраны.

Хотя смысла термоэмиссионника на ионах я как-то не улавливаю...

>Хотя смысла термоэмиссионника на ионах я как-то не улавливаю...
на эту тему можно посмотреть топик
"Термоэмиссионный генератор с КПД более 80 процентов"
Для того, чтобы сделать термоэмиссионник на электронах нужно куча ухищрений: коллектор, пары цезия, магнитное поле предлагают. И все равно КПД обычно не выше 20%, а коллектор это просто принципиальный барьер для его повышения. Кроме того, для легких электронов играет свою негативную роль фактор электростатического рассеяния (заметка Wyvern-2 почему ксенон а не водород для ЭРД)
Термический электрогенератор на щелочном металле прекрасно обходится без коллектора и КПД 40%. Но удельная мощность на порядок меньше чем термоэмиссионника на электронах из-за алюмосиликатной мембраны, которая собственно и является "ионизатором". Также, пары натрия постепенно ее разьедают (300-400 часов). Используя "тепловую трубу", он бы прекрасно сочетался с ядерным реактором, только вместо паров металла будут лететь его ионы. Напрашивается что то "физическиое" вместо химии.В общем, как бы ЭРД наоборот.
А в целом универчальный преобразователь тепловой энергии энергии (т.е. солнечной или ядерной)

да сон разума "бог с ним". Там была еще идея Седунова "Термотрон", которая на первый взгляд выглядит весьма солидно.
Термический электрогенератор на щелочном металле легко найти в гугле, вот только первоисточник найти не могу. Проблема термоэмиссионного генератора на электронах в том, чтобы вырвать электроны (ускорить коллектором-сеткой) из приповерхностного двойного электрического слоя нужно затратить на порядок-два большую энергию, чем ту, которой они имеют (тепловая энергия). А потом обратно нужно ее рекуперировать. А как известно, идеального коллектора не бывает, поэтому потери на нем фатальны. Седунов предложил обмануть его с помощью магнитного поля, но как и в ЭРД на начальном и конечном участке разгона и торможения электростатическое рассеяние электронов будет играть свою нехорошую роль (в топике это не обсуждалось). Якобы ему удалось добиться этих 40% "на две минуты".
В термическим электрогенераторе на щелочном металле коллектор отсутствует напрочь, и он сходу дает 40%. Ионы покидают поверхность мембраны без всяких проблем. Только вот мембрана сама проблема.
>Чтобы получился "ЭРД наоборот", надо иметь ПОТОК плазмы.
Понятно, опять вбухать энергию, чтобы ее вернуть назад со скромным процентиком.
Резюме уже ясно: в ЭРД нет таких экономных технологий ионизации, они там просто не нужны.

Вопрос дилетанта: а сам принцип "испарения" ионов с поверхности такой мембраны мог бы быть полезен для ЭРД? Мы избавляемя от дополнительного ионизирующего устройства!

спасибо за ссылки и книгу

радиоизотопный парус на полонии 210. Ссылки: Левантовский с.46, а также http://forum.membrana.ru/forum/space.html?parent=1053211110
Правда Левантовский дает оценку тяги (без вывода)
2.5*10^(-5) Н/м2
Хотя вроде теоретически верхний предел
1*10^(-3) Н/(м2) , что было бы очень неплохо. Т.е. для марсианского КК в 1 тонну нужен парус с микронным слоем полония всего 3*103 м2. Полония нужно всего 1 кг, что стоит примерно 1 млн ЮСД. Полоний возможно-можно получать сразу на орбите облучая нейтронами парус сетку, покрытую висмутом. Рисунок отсюда: http://ganymed.ca/temp/chute.gif

Сравнительно пристойный ликбез.

Хорошая статья и красивый рисунок. Интересно, а в каких программах это рисуется? Хочу свою защиту нарисовать покрасивше, но чтоб прога была покомпактней и проще.
Насчет ксенона. Видимо все таки цезий менее предпочтителен из-за склонности образовывать состояния Ридберга. Насчет водорода и рассеяния тоже очень доходчиво. Когда проходил ликбез по термоэмиссионным генераторам, выяснилось, что их простота (рабочее тело элетроны) порочна. Электроны во первых, трудно вырвать из катода, применение вспомогательной сетки ведет к энергетическим потерям, во вторых очень сильно собственное электростатическое рассеивание, которое можно частично компенсировать введением следов цезия. Замена электронов на цезий оказывается в таких устройствах невозможной (а цезий легко ионизуется контактно на вольфраме и графите), так как при пороговых значениях 0,01 а/ см кв он образует Ридберг, а для термоэмиссионников контактная ионизация единственно приемлемый метод
генерации ионов. Попытки делать гибрид электронного ТЭГа на Ридберге тоже успеха не дали, не смотря на обещания "больших перспектив" КПД 40% и плотность тока 100 а/см кв. Напрашиваются анионы галогенов, но с ними проблемы массопереноса. Если тот же цезий можно "перекачивать" фитилем, то жидкий бром имеет слишком высокое парциальное давление паров, да и отдает электроны он плохо. Напрашивается что вроде галогенной лампы (наполнитель бромметил), где с горячей поверхности эммитируют отрицательные бромиды, на холодной они отдают электроны одновременно рекомбинируя под действием метила обратно в бромметил. То есть идея в следующем:
помочь электронам покинуть вольфрам или графит с помощью галогена. В чистом виде галоген пускать нельзя, он только забирает электроны. А генерировать термолизом подходящего соединения: СН3Br -> CH3 + Br , бром снимает электрон с катода, а на аноде он его отдает при действии метила CH3 + Br(-) -> СН3Br + e(-). То есть, галогенная лампа наоборот.

В целом для меня было открытием, что не существует термоэмиссионных генераторов на ионах, хотя вроде КПД там должен быть выше. Но такова мораль: потратить энергию намного проще, чем ее получить. И способоы потратить намного больше.

на мой взгляд не совсем оффтоп, так как тематики взаимосвязаны.

1. там обсуждалось, что водород (протоны) не подходят именно из за рассеивания, связанной с мало молекулярной массой.
2. Ридберг снижает УИ на 3-5 порядков. Хотя, конечно, оседание цезия вещь крайне неприятное сама по себе.
3. Для ТЭГов рассеяние существенно тоже, так как оно увеличивает паразитные потери на ускоряющей сетке. Ускоряющая сетка коварна тем, что она закачивает энергию на порядок больше тепловой электронов, и потери на ней фатальны. Но согласен, что применять ионы цезия вместо электронов тоже не очень хорошая идея. Уж лучше водород. Или изобрести что-то вроде термоэлектрохимического генератора, но только попроще и долговечней.
4. Насчет маленькой скорости теплового цезия это видимо недостаток (хотя мне неочевидный). Но насколько я понимаю, и ион цезия и электрон проибретают ОДИНАКОВУЮ тепловую энергию, которая равна kT / 2, ведь оталкивание идет не от отдельных молекул, а от всего анода.

5. Найти материал с "нулевой" работой выхода электрона интересная идея.

Мне казалось, что из ЭРД что-то можно выцарапать для ТЭГов, но в любом случае переношу материал в Тэрмоэмиссионные пребразователи.

насколько я понимаю, Ридберг это огромный кластер, состоящий из тысяч атомов цезия, в котором делокализован положительный заряд. То есть, заряд тот же, а масса кластера огромная.
Вот и считайте. Энергия E=eU а скорость корень квадратный из 2E/M . Эта же причина того, почему контактная ионизация цезия не применянется в ЭРД. Так как образуется Ридберг, и предел 0,01 а/см кв. Хотя просто и удобно.

я переписывался на эту тему с Leif Holmlid, который это всю жизнь изучал на графите. Ответ простой, там нелья получить большие токи цезия именно из-за Ридберговской материи. Да, это конденсат, который может заряжаться - что в этом особенного?
И если плотность тока будет 0,01 а/см кв, то двигатель будет громоздкий, а удельный импульс по вышеприведенным причинам не 30 км/с, а где нибудь 300 м/с.
И при всем желании большей плотности тока не получить. Так как при большем массорасходе цезий дает заряженные кластеры Нам это надо??? Хотя Вы правы, скорее сам цезий зас--т двигатель скорее. Там заряжается огромный кластер из цезия, и его заряд +1. Ну +2, в лучшем случае.
И дело здесь не в размерах пор, как в пористом вольфраме. Графит вообще образует соли с цезием на молекулярном уровне, поглощая его в нанометровых слоях. Посто при десорбции образуется эта ридберговская материя сама собой, и все тут. То есть, при все желании, летит слабозаряженный пар этого цезия.

графитовые мембраны. Маленький УИ плох тем, что высокий расход рабочего топлива. Согласен, можно поднять поднимать напряжение, хотя технически это не очень удобною

Еще раз намекаю: "тяжелый ион" =/= "малый УИ"
То есть это совсем не так
Учитывая, что у подавляющего большинства современных лётных ЭРД УИ - 1500 с, и немногие модели имеют 3000-5000 с, и вовсе не из-за технических трудностей достижения такого УИ - вся проблема становится надуманной

Так что за граф. мембраны и причём они к ЭРД?

согласен, что "тяжелый ион" =/= "малый УИ"
Он изучал графитовые мембраны с цезием сами по себе. Мне не все понятно с этим ридберговским состоянием вещества, но предполагаю, что эти кластеры могут быть нестабильны. Тогда хана, вместо коллоида будет хлестать пар, который никак не ускоришь. Вобщем тема не простая. Знаю, только, контактная ионизация сейчас не используется!