БПЛА с ядерным двигателем

S.I.> Похожая схема самолётной ЯСУ из США, теплоноситель жидкий металл:
Для самолетов больших размерений- так и надо. А для мелкого беспилотника жидкий металл в качестве теплоносителя- проблемы. С перекачивающим металл насосом в первую очередь- малый объем контура циркуляции, малая его теплоемкость, большие затраты на перекачку- МГД насос ту не влезет.
Тут скорее если система двухконтурная- простится газовый контур на гелии высокого давления, возможно с собственным турбинным перекачивающим агрегатом. Если контур сделать на давление 30-40 атм то теплоперенос будет достаточным для крейсерского режима, а турбонасос циркуляционный получится размером с большую кружку. Но в двухконтурных системах попадание изотопов в атмосферу малореально, а вроде при испытаниях фиксировали изотопные хвосты.

khach> Тут скорее если система двухконтурная- простится газовый контур на гелии высокого давления, возможно с собственным турбинным перекачивающим агрегатом. Если контур сделать на давление 30-40 атм то
- То масса всей системы будет запредельна (толстые стенки корпуса реактора, толстые трубки теплообменника и т.п.). Зачем 30-40 атм когда можно 1 атм? Зачем МГД-насос когда шумность роли не играет - можно обычный осевой насос с приводом от турбин ТРД.
Изотопный след не может быть на стелс-ракете. Смысла нет в ней тогда.

Отметим, что "Аэроджет-дженерал" не смог овладеть технологией ЖМТ и охлаждение активной зоны реакторы осуществлялось сжатым газом, что ограничивает мощность из-за создания огромного давления газа (7 МПа и более) в реакторе от нагрева. Тем не менее, даже на такой несовершенной технологии американские инженеры добились мощности реактора примерно 4,5 кг/КВт, т.е. вес энергетической установки на 1,5 МВт составил около 7 тонн..
Тем не менее, как пишет Willem Frederik Geert van Rooijen из Технологического института Джорджии, использование газовых реакторов тупиковый путь и прекратилось в пользу реакторов на жидкометаллических теплоносителях. КПД газовых реакторов "Аэроджет-дженерал" по передаче мощности на вал составляло около 20%, при том, что ЖМТ реакторы дают КПД "нетто" около 36%. По этим причинам разработчики "Атомолётов" и Convair X-6 и Ту-95ЛАЛ отказались от газовых реакторов в пользу ЖМТ. В данный момент реакторы на свинцово-висмутовой смеси активно находятся в разработке у корпорации Росатом с указанием на двойное применение..
Реакторы с жидкометалическими теплоносителями (ЖМТ) как разновидность реакторов на быстрых нейтронах очень компактны. Хорошей иллюстрацией для этого служит создание ядерной установки для самолёта HTRE-3, которая питала энергией турбины. Фотография устройства HTRE-3 может дать представление о внешнем виде и габаритах АМБ-8.

 

S.I.> - То масса всей системы будет запредельна (толстые стенки корпуса реактора, толстые трубки теплообменника и т.п.). Зачем 30-40 атм когда можно 1 атм? Зачем МГД-насос когда шумность роли не играет - можно обычный осевой насос с приводом от турбин ТРД.

30-40 атм как раз потому, что это не требует особого утяжеления конструкции- именно столько держат обычные тянутые нержавеющие трубки и газовая арматура при внутреннем наддуве. В высокотемпературном тракте конечно прийдется все газоводы правильно проектировать и тестировать, чтобы не было деформаций вводить внутренние силовые связки, т.е не все так просто, но это выполнимо. При этом масса теплоносителя - пару килограмм, а не десятки и сотни как для ЖМТ. И попробуйте центробежным насосом ЖМТ качать при оборотах турбины или даже после редуктора - там ротор насоса свернет в бараний рог. Тут скорее шнековые насосы нужны. 20% кпд при ядерной установке- вполне приемлимо.
Теплоемкость гелия известна Теплопроводность, плотность гелия He и его свойства Но при увеличении давления пропорционально возрастает теплоперенос, поэтому при 1 атм надо прокачивать в 30 раз больший объем чем при 30 атм для такого же теплопереноса. Выйдем на сверхзвуковой поток.
Конечно не исключен и одноконтурный вариант, но тогда крейсерский полет только выше облаков, т.к попадание воды в воздухозаборник в виде капель или в любой другой физической форме в ощутимой концентрации вызовет скачек реактивности с печальными последствиями для активной зоны. Ну или только бреющий полет над морем, где концентрация воды постоянная из за 100% влажности. Конечно это решается вариантом субкритического реактора с электрически управляемым источником нейтронов, но скорее всего это еще не тот уровень развития техники.

S.I.> В свете вышесказанного - что за сопло чернеет справа от сопла двигателя?
Кроме ВСУ как бы вроде и нечему там быть.

S.I.>> В свете вышесказанного - что за сопло чернеет справа от сопла двигателя?
s.P.> Кроме ВСУ как бы вроде и нечему там быть.

С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?

DustyFox> С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?

Может турбинка для запуска основного двигателя?

DustyFox> С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?

Затем же зачем и истребителю наверное. Условия базирования то общие.

khach> Теплоемкость гелия известна

Всё это конечно интересно, но:

Тем не менее, как пишет Willem Frederik Geert van Rooijen из Технологического института Джорджии, использование газовых реакторов тупиковый путь и прекратилось в пользу реакторов на жидкометаллических теплоносителях.

 

- вот и всё что я могу сказать по этому поводу..
khach> Конечно не исключен и одноконтурный вариант,
Исключён. В Политбюро не идиоты сидят ©

S.I.>> В свете вышесказанного - что за сопло чернеет справа от сопла двигателя?
s.P.> Кроме ВСУ как бы вроде и нечему там быть.
Не великовато ли оно для ВСУ? По площади сечения - тяга должна быть раза в четыре меньше чем у основного двигателя на взлёте.
Можно при такой тяге лететь горизонтально в установившемся режиме? Или только по аэродрому кататься?

khach> При этом масса теплоносителя - пару килограмм, а не десятки и сотни как для ЖМТ.
Да ладно сказки писать. Теплоёмкость гелия при 40 атм избыточного давления примерно в 35 раз выше чем у свинца при отсутствии избыточного давлении. Т.е. 2 кг гелия заменят 70 кг свинца - усиление труб и корпуса реактора на 40 атм потянут больше. Тем более что эти 2 кг гелия при давлении 40 атм занимают вдвое больший объём чем 70 кг свинца.

S.I.>>> В свете вышесказанного - что за сопло чернеет справа от сопла двигателя?
s.P.>> Кроме ВСУ как бы вроде и нечему там быть.
DustyFox> С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?

Типа у пилотируемого самолета все потребление ВСУ идет на жизнеобеспечение экипажа и других потребителей нет.
Системы связи, навигации, АСУ борта, РЛС (если есть) от чего питать?

S.I.>>>> В свете вышесказанного - что за сопло чернеет справа от сопла двигателя?
xab> s.P.>> Кроме ВСУ как бы вроде и нечему там быть.
DustyFox>> С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?
xab> Типа у пилотируемого самолета все потребление ВСУ идет на жизнеобеспечение экипажа и других потребителей нет.
xab> Системы связи, навигации, АСУ борта, РЛС (если есть) от чего питать?

От ВСУ во внеаэродромных/внебазовых условиях, либо аварийно в воздухе, запускается двигатель, а все остальное потом питается от него, поскольку на основной СУ обычно изрядный избыток мощности имеется. При отказавшем основном не думаю что кто-то будет на БПЛА заморачиваться запуском основного, поскольку алгоритм запуска в воздухе имеет существенные нюансы, и там сильно бабушка на двое сказала получится или нет. Дотянуть же на ВСУ до аэродрома и сесть получится далеко не у каждого хорошего летчика, даже если её тяга обеспечивает горизонтальный полет. Потому если над территорией противника - самоликвидация, над своей территорией - парашют. Что будет сильно дешевле и легче ВСУ. Всё ПМСМ, с чисто инженерной точки зрения, поскольку ТЗ для беспилотников не интересовался.

DustyFox>запускается двигатель, а все остальное потом питается от него, поскольку на основной СУ обычно изрядный избыток мощности имеется.

Отбор мощности как производится?

DustyFox>>запускается двигатель, а все остальное потом питается от него, поскольку на основной СУ обычно изрядный избыток мощности имеется.
xab> Отбор мощности как производится?

Вал отбора мощности обычно, но извращения варианты могут быть разные.

DustyFox> С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?
чтоб не требовать АПУ для старта, думаю.
Основной двиг от акума не раскрутишь. Значит - или тащить АПУ, или сушить вёсла.

Или иметь достаточно мощный источник питания на борту.

DustyFox>> С другой стороны - нахрена беспилотнику ВСУ?
Bredonosec> чтоб не требовать АПУ для старта, думаю.
Bredonosec> Основной двиг от акума не раскрутишь. Значит - или тащить АПУ, или сушить вёсла.
ТВ-3-117 на Ми-8 в легкую одним 20НКБН раскручивается по алгоритму U2U, т.ч. никакой проблемы в этом нет.

Bredonosec> Основной двиг от акума не раскрутишь.

Так еще товарищем Антоновым на "кукурузнике" все придумано: раскручиваем электричеством от аккумулятора маховик, а потом этот маховик подключаем к двигателю, и все прекрасно раскручивается.

Bredonosec>> Основной двиг от акума не раскрутишь.
U235> Так еще товарищем Антоновым на "кукурузнике" все придумано: раскручиваем электричеством от аккумулятора маховик, а потом этот маховик подключаем к двигателю, и все прекрасно раскручивается.

Это первая половина прошлого века!
Давно более легкие и изящные решения есть.

DustyFox> ТВ-3-117 на Ми-8 в легкую одним 20НКБН раскручивается по алгоритму U2U, т.ч. никакой проблемы в этом нет.
Лис, а тут не влияет ли тот момент, что ТВД является всего лишь газогенератором, а турбина с нагрузкой физически отделена от вала ГГ? То есть, раскрутка ГГ до 63% оказывается в пределах возможности батареи.
На ГТД-шках без свободной турбины я не встречал такой схемы, чтоб акума хватало.
Всегда ВСУ от акума по данной схеме, а уже от всу - запитываем генератор, подаём в шину мощность и запитываем раскрутку основных двиглов.

DustyFox>> ТВ-3-117 на Ми-8 в легкую одним 20НКБН раскручивается по алгоритму U2U, т.ч. никакой проблемы в этом нет.
Bredonosec> Лис, а тут не влияет ли тот момент, что ТВД является всего лишь газогенератором, а турбина с нагрузкой физически отделена от вала ГГ? То есть, раскрутка ГГ до 63% оказывается в пределах возможности батареи.
И это тоже!
Я к тому, собсно, что конструктивных вариантов запуска основной СУ может быть масса. И ВСУ не столь уж непременный атрибут для БПЛА. Хотя может таки та дырка и ВСУ...
Повторюсь: ТЗ для беспилотников читать не доводилось, потому всё выше сказанное мной - суть мои личные измышления на тему.

khach> Конечно не исключен и одноконтурный вариант, но тогда крейсерский полет только выше облаков, т.к попадание воды в воздухозаборник в виде капель или в любой другой физической форме в ощутимой концентрации вызовет скачек реактивности с печальными последствиями для активной зоны.
На этом снимке


можно увидеть, что воздухозаборник двигателя смещён влево от плоскости симметрии ракеты примерно на величину своего диаметра. К сожалению вторая половина прикрыта свисающим брезентом.Но воздухозаборника получается два должно быть. Два реактора на одной ракете - это пожалуй перебор будет даже для РФ. Т.е. реактор один с двумя теплообменниками. Типа такой схемы:

но с более компактным реактором.

DustyFox> Я к тому, собсно, что конструктивных вариантов запуска основной СУ может быть масса. И ВСУ не столь уж непременный атрибут для БПЛА. Хотя может таки та дырка и ВСУ...
не спорю, что варианты могут быть, но при наличии достаточно здорового двигла высокой мощности вроде ал31, и без свободной турбины, кмк, акум должен будет весить несоразмерно...

DustyFox>> Я к тому, собсно, что конструктивных вариантов запуска основной СУ может быть масса. И ВСУ не столь уж непременный атрибут для БПЛА. Хотя может таки та дырка и ВСУ...
Bredonosec> не спорю, что варианты могут быть, но при наличии достаточно здорового двигла высокой мощности вроде ал31, и без свободной турбины, кмк, акум должен будет весить несоразмерно...
Почему "аккум"?
ПАД.
Пневматический запуск и пороховой аккумулятор давления. Изделие одноразовое, просто зажигаем шашку, давлением газов раскручиваем турбину.