Атомный ракетный двигатель

F.D.> А у кого-нибудь есть ещё такой МБИР? Другие страны в тот-же срок укладываются или мы отстаём в этой области?

Больше ни у кого вообще ничего на текущий момент, в лучшем случае отдельные прожекты, эскизы и проектные проработки разной степени сырости. Да и у нас пока тоже только слова и проектная работа, посмотрим, дойдёт ли до железа.
Американцы собирались было космический реактор делать лет восемь, что ли, назад, или уже все 10 - но что-то у них там не срослось-не скомпоновалось. ЕМНИС, говорили, что это дело дали в разработку проектировщикам лодочных реакторов, и они сильно не уложились в требуемые массогабариты.

F.D.> А у кого-нибудь есть ещё такой МБИР?

МБИР - это лишь инструмент для экспериментов. Само по себе наличие МБИРа не даёт ни каких гарантий успешности завершения всех экспериментов за один такт. Если потребуется 3-4 "подхода к снаряду", то космический мегаваттник выйдет на тот же уровень, что и ИТЭР - год 2030-2050.

F.D.> Другие страны в тот-же срок укладываются или мы отстаём в этой области?

Все отстают. Как только закончилась конкуренция с натриевыми реакторами, практически все страны "нажали на тормоза" в деле исследований облучённых материалов. Большинство облучательной базы 1980х уже не реанимировать.

Lev1>> Правильно ли я понимаю что для ядерного ЖРД пофиг что кидать в т=опку?
Fakir> Нет, неправильно
Не совсем понял.
Предположим я кидаю в топку ЯЖРД некую массу бетона.
Что произойдет?
ИМХО не более чем некое временное уменьшение уи.

Lev1> ИМХО не более чем некое временное уменьшение уи.
Угу. Но на самом деле слишком большая скорость истечения - тоже плохо. Потому как расход энергии пропорционален квадрату скорости истечения, а получаемый импульс - всего лишь линейно.
Оптимальная скорость истечения - 0.6 от конечной скорости корабля.
Поэтому слишком энергичное топливо лучше разбавить чем-то инертным.

Lev1> Предположим я кидаю в топку ЯЖРД некую массу бетона.
Lev1> Что произойдет?

3,14...ц

Fakir> требуемые массогабариты.

А какие они примерно? В Союз или Протон влезет или новую ракету надо делать? А на Земле их можно применять? Помнится американцы с японцами до Фукусимы что-то там замышляли насчёт мини-реакторов.

au> Ну что, сэры? Позитив.
а тяга какая?
Или, точнее, какой импульс он передаст телу с данного обьема рабочего тела? (ксенон как понимаю, не самое дешевое горючее)

Bredonosec> а тяга какая?
Bredonosec> Или, точнее, какой импульс он передаст телу с данного обьема рабочего тела? (ксенон как понимаю, не самое дешевое горючее)

Не знаю как в новом, но можно посчитать минимум тупо масштабируя СПД-100:
Реактивная тяга двигателя, мН 80
Потребляемая электрическая мощность, Вт 1350

Для ~100кВт тяга получается ~6Н или 74 СПД-100.

Если взять отсюда самый мощный (СПД-290), получается 3~4 движка и тяга 4.5~6Н, но с гораздо большим ресурсом, чем СПД-100. В общем, 6Н ответ на ваш вопрос.

Ресурс СПД-100 — 7.5кч, СПД-290 — 27кч.

з.ы. По 4 таких красавчика на реактор. Количество реакторов — по средствам. И "поехали!" ОКБ "ФАКЕЛ"

з.ы. Со времён древностей возник ещё один — СПД-2300

Тяга 0.6 кг. При массе в 6 тонн ускорение будет 0.001 м/с*кв
Один метр в секунду будет набираться за 15 минут. Один километр в секунду за 15000 минут. Это 10 суток. Разгон до второй космической - месяц. Долговато получится. Если масса 30 тонн - разгон полгода. Быстро слетать на Марс не получится.

Старый> Быстро слетать на Марс не получится.

Партия хочет на Луну. Очень.
К тому же, одним реактором не обойдётся, если это уже не "КА", а корабль. К тому же фактор надёжности — техника новая. Там что 2+. К тому же если сделают один, то лучше сделать сразу несколько — качество будет выше, надёжность системы в целом — намного выше. А при таких вложениях надёжность должна быть приоритетом.

С луной вобще облом - на химии и быстрее и проще и надёжнее и дешевле и эфекттивнее.

...но на ЭРД доставляемая ПН минимум на 50% больше. Что для грузовой системы важно.

au> К тому же, одним реактором не обойдётся, если это уже не "КА", а корабль.
Сразу представляется махина на полторы тысячи тонн! Вроде был такой советский проект.
Кстати, а если туда поставить что-то вроде насовского ионника "Прометей"? Его конечно не сделали но может у нас есть подобные проекты?

F.D.> Кстати, а если туда поставить что-то вроде насовского ионника "Прометей"?
Плазменные движители лучше ионных. Кстати, для больших мощностей разрабатывались уже другие дизайны, не стационарные плазменные - так что масштабирование тут не совсем корректно.

Fakir> Коротеев разглагольствует о

О маскировке гиперзвуковых летательных аппаратов с большой эпр плазменными образованиями

Bredonosec>> Или, точнее, какой импульс он передаст телу с данного обьема рабочего тела? (ксенон как понимаю, не самое дешевое горючее)
au> Не знаю как в новом, но можно посчитать минимум тупо масштабируя СПД-100:
au> Реактивная тяга двигателя, мН 80
au> Потребляемая электрическая мощность, Вт 1350
au> Для ~100кВт тяга получается ~6Н или 74 СПД-100.
не, адмирал, я ж не о том спрашивал.
Я о том, сколько можно получить импульса с обьема рабочего тела.
Чтоб понять, насколько вообще выгодно (невыгодно) использовать подобные вещи по сравнению со сжиганием обычного химического горючего.

Кстати, еще мысль - а нельзя-ли как-то обьединить такой движок с химией? Чтоб горючее, допустим, керосин-кислород, оно сгорает (но мало очень), само выделяет тепло-давление, а выхлоп еще разгоняется вот таким-вот методом?

Старый> Разгон до второй космической - месяц. Долговато получится. Если масса 30 тонн - разгон полгода. Быстро слетать на Марс не получится.
Ну, если нам надо просто дешево доставлять некие грузы туда, невзирая на сроки, то чем не метод? Вопрос только, насколько дешево оно получится по массе топлива..

Fakir> Немного старой американской графики на реакторную тему.
а здесь реактор только как источник электроэнергии?
Без движителя?

Lev1>> ИМХО не более чем некое временное уменьшение уи.
Dem_anywhere> Угу. Но на самом деле слишком большая скорость истечения - тоже плохо. Потому как расход энергии пропорционален квадрату скорости истечения, а получаемый импульс - всего лишь линейно.
Dem_anywhere> Оптимальная скорость истечения - 0.6 от конечной скорости корабля.
Dem_anywhere> Поэтому слишком энергичное топливо лучше разбавить чем-то инертным.

Угу, очень верное замечание Кроме того и температура пропорциональна скорости истечения. Значит для большего импульса легковесного топлива надо задирать температуру!!! А на это ограничения почти исчерпаны для ЯРД!

Поэтому мне кажется что лучшим рабочим телом, он же теплоноситель был бы Аргон а не Водород. Его стоимость копеечна, добывать раз плюнуть запасы огромны.
У инертных газов идеальная хим. инертность т.е. отсутствует хим. влияние на конструкцию реактора. Газы одноатомны и поэтому из теплоёмкость огромна. Кроме того он намного плотнее водорода т.е. его запас на порядок компактнее. Ну и температуры его плавления/кипения те же что у жидкого кислорода т.е. не создают ни каких проблем по сравнению с жидким водородом.

Ну если чем-то Аргон не подойдёт, можно Неоном его заменить, хотя тот подороже замено будет, темп. кипения заметно ниже и в воздухе его уж очень не много

Вот данные по темплоёмкостям и плотностям:
Аргон:
Плотность (при н. у.) (при −186 °C) 1,40 г/см³
Молярная теплоёмкость 20,79[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 24,2 см³/моль

Водород:
Молярная теплоёмкость 14,235[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 14,1 см³/моль

Неон:
Плотность (при н. у.) (при −246 °C)1,204 г/см³
Молярная теплоёмкость 20,79[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 16,8 см³/моль

Мне вообще кажется что для ЯРД нужно выбирать рабочее тело/теплоноситель с наибольшей молекулярной массой, т.к. температуру в реакторе обеспечить можно какую задал, а импульс пропорционален массе в 1й степени, тогда как температуре/скорости истечения - только в 1/2-й.

Интересно, что народ думает по этому поводу?

Aurum> Мне вообще кажется что для ЯРД нужно выбирать рабочее тело/теплоноситель с наибольшей молекулярной массой, т.к. температуру в реакторе обеспечить можно какую задал,
Народ думает, что для реактора с твёрдыми стенками больше 3000С рабочее тело не нагреешь.

Ну вот только не надо путать слово ядерный и атомный. Поскольку атомный взрыв это всего лишь не большой пшык по сравнению с ядерным. И не изобрели еще такого материала который бы выдержал именно ядерный взрыв, а не разлетелся на мелкие кусочки. А вот на счет какого то мини атомного взрыва - я согласен, только вот радиация от него будет фигарить - конкретная. И не изобрели еще такого материала который полностью мог бы изолировать рядом находящегося человека от этой радиации. Потому этот двигатель так и не был использован по назначению, потому сейчас чаще используются электромагнитные ракетные двигатели. Кто не знает что это такое, и в чем его отличие от обычного ракетного двигателя - читайте здесь: Электромагнитный ракетный двигатель

sergey22101979s> Ну вот только не надо путать слово ядерный и атомный. Поскольку атомный взрыв это всего лишь не большой пшык по сравнению с ядерным.

Какая каша в мозгах...

sergey22101979s> И не изобрели еще такого материала который бы выдержал именно ядерный взрыв, а не разлетелся на мелкие кусочки. А вот на счет какого то мини атомного взрыва - я согласен, только вот радиация от него будет фигарить - конкретная.

Какая каша...

sergey22101979s> И не изобрели еще такого материала который полностью мог бы изолировать рядом находящегося человека от этой радиации. Потому этот двигатель так и не был использован по назначению, потому сейчас чаще используются электромагнитные ракетные двигатели. Кто не знает что это такое, и в чем его отличие от обычного ракетного двигателя - читайте здесь: Электромагнитный ракетный двигатель

Итак. По порядку.
Атомный и ядерный - синонимы. Термоядерный - другое. Атомным и ядерным называют боеприпас или, допустим, реактор, где энергия выделяется при делении тяжёлых ядер, урана, плутония, или чего-нибудь экзотического, америция, например.
Термоядерный - это боеприпас, или реактор, где энергия выделяется при синтезе лёгких ядер, например, при реакции дейтерия с тритием, с получением гелия и нейтрона.
Чтобы не было путаницы в словах, про первые боеприпасы говорят, что они однофазные, про вторые - двухфазные. Потому что для того, чтобы завести реакцию синтеза, приходится начать с обычного заряда деления.
Но никто не говорит ни про какие взрывы в двигателе. То есть, нет, "энтузазисты" говорят, и ядерно-импульсные придумали звездолёты, и термоядерно-импульсные ("Дедал" тот же самый). Все реальные и реализующиеся проекты основаны на стационарных реакторах, т.е. таких, где мощность реакции постоянна, в процессе работы двигателя.
А дальше начинается деление на термальные ядерные двигатели (пример - РД-0410), где непосредственно в реакторе нагревается водород до 3000 градусов, и через сопло вылетает в космос, и ЯЭДУ - ядерно-электрические двигательные установки, где предлагается использовать космическую ядерную электростанцию для питания электрореактивных двигателей.

sergey22101979s> И не изобрели еще такого материала который бы выдержал именно ядерный взрыв, а не разлетелся на мелкие кусочки.

Что атомный взрыв, что термоядерный - непосредственного контакта ни один материал не переживёт, потому что миллион градусов или триста миллионов градусов - разница чисто академическая, не зря такие температуры меряют не в градусах, а в электрон-вольтах (1 эВ соответствует примерно 12000 градусов).

sergey22101979s> И не изобрели еще такого материала который полностью мог бы изолировать рядом находящегося человека от этой радиации.

Полностью и не надо, достаточно снизить до уровня фона, ведь совсем от радиации невозможно заэкранироваться, и сидя в собственной квартире. Будет 14 микрорентген в час.

sergey22101979s> Потому этот двигатель так и не был использован по назначению,

Двигатель этот не был использован по назначению, потому что сначала случился Чернобыль, потом умер Иевлев, руководитель программы ЯРД в СССР. а потом СССР распался.

sergey22101979s> потому сейчас чаще используются электромагнитные ракетные двигатели. Кто не знает что это такое, и в чем его отличие от обычного ракетного двигателя - читайте здесь: Электромагнитный ракетный двигатель

Сюрприз, сюрприз - не столько электромагнитные, сколько электростатические. Ведь магнитное поле не может изменить энергию иона, оно может его только отклонить. А разгонять надо электрическим полем.