Атомный ракетный двигатель

Полл> Это адаптер для установки на РН.
Полл> https://news2.ru/user_images/187880/542560_1522077956.jpg
Полл> На ТЭМ планируется вынести блоки двигателей вбок достаточно далеко от стыковочного узла для ПН.

Рельсотрон установить на него и ракеты космос-космос.

Полл> На ТЭМ планируется вынести блоки двигателей вбок достаточно далеко от стыковочного узла для ПН.

spasibo

EG54> Это моё наивное представление о таком охлаждении и вероятности применения такого способа для наших двигателей. Почему-то обратил на это внимание. Будет ли это интересно на космическом форуме?

Ты случаем не менеджером продаж работаешь?

Tayfur> Ты случаем не менеджером продаж работаешь?

А как же!?
"Охладительные панели для ЯСУ оптом и в розницу".

EG54> А именно, теплонесущая трубка окружена ШУБОЙ из графита, для охлаждения.
Телескопическая силовая ферма из композита несет традиционные радиаторы жидкостной системы охлаждения.

Полл> Телескопическая силовая ферма из композита несет традиционные радиаторы жидкостной системы охлаждения.

Там вроде как газовая система?

Полл>> Телескопическая силовая ферма из композита несет традиционные радиаторы жидкостной системы охлаждения.
imaex> Там вроде как газовая система?
У первого контура - да, планировалась газовая.
Радиатор второго контура планировался капельным, а капли бывают только у жидкостей.
И хоть капельный радиатор пока не получился, отработать теплообменник между первым и вторым контуром можно. Трубки теплоносителя на ролике по диаметру на газ никак не тянут, ИМХО.

J.B.> Рельсотрон установить на него и ракеты космос-космос.

лазер надо ставить с запиткой от реактора. легендировать как систему дальней связи

J.B.>> Рельсотрон установить на него и ракеты космос-космос.
с.т.> лазер надо ставить с запиткой от реактора. легендировать как систему дальней связи

Выжигать на мишенях азбукой Морзе.

EG54> А почему трубку двигателя еще и снаружи не покрыть пыльной шубой графита для теплоотведения, раз даже в вакууме это эффективно.

Так это именно для вакуума и именно для свободного излучения. У нас мотор в корпусе ракеты устанавливается. А если корпус ракеты является корпусом мотора, то достаточно обычных радиаторов, например, стабов побольше присобачить.
Да и рабочие температуры там несколько другие.

Alexandrc> А как тебе такое, Илон Маск? ©.. | Военный Осведомитель | ВКонтакте

Поскольку это "Арсенал" - вроде бы логично ожидать термоэмиссионника. Хотя на нём и проблематично вытянуть мегаватт.
Но показанная картинка с термоэмиссией вяжется плохо, радиаторы развитые.

В общем о предполагаемом преобразователе как-то мало данных.

Полл>>> Телескопическая силовая ферма из композита несет традиционные радиаторы жидкостной системы охлаждения.

Есть ли другие способы получения электроэнергии от атомного реактора, кроме, как использования "паровоза" для раскрутки генератора?
В страшно далекие советские времена читал, что можно и без паровоза, пропуская , скажем плазму(заряженные частицы) сквозь катушку. Неужели с 60-70 годов прошлого века так и ни чего стоящего и не придумали?

EG54> В страшно далекие советские времена читал, что можно и без паровоза, пропуская, скажем плазму(заряженные частицы) сквозь катушку.

Нагревать газ в реакторе, пропускать через МГД генератор, газ охлаждать в холодильнике, накачивать холодный в реактор.
Если охлаждать несильно, то накачивать можно МГД насосом — вообще никаких движущихся частей в установке.

Но ВСЕГДА будет "паровозная" схема. В смысле, цикл Карно.
(У настоящего паровоза, вообще-то, другой цикл.)

EG54>> В страшно далекие советские времена читал, что можно и без паровоза, пропуская, скажем плазму(заряженные частицы) сквозь катушку.
Xan> Нагревать газ в реакторе, пропускать через МГД генератор, газ охлаждать в холодильнике, накачивать холодный в реактор.
Xan> Если охлаждать несильно, то накачивать можно МГД насосом — вообще никаких движущихся частей в установке.
Xan> Но ВСЕГДА будет "паровозная" схема. В смысле, цикл Карно.
Xan> (У настоящего паровоза, вообще-то, другой цикл.)

Цикл Брайтона эффективней, а почему на ТЭМ не сделают по циклу Стирлинга?

Ramank> Цикл Брайтона эффективней, а почему на ТЭМ не сделают по циклу Стирлинга?
По той же причине, по которой по нему не работает большинство электростанций на Земле - размеры и масса.

Только в космосе всё это раз в сто значимее.

Да, маломощный стирлинг сделать можно (пока масса самого преобразователя незаметна на фоне массы источника тепла и вспомогательных систем), но при увеличении мощности стирлинга выпирают именно его удельные характеристики.

Xan> Если охлаждать несильно, то накачивать можно МГД насосом — вообще никаких движущихся частей в установке.
Не, не выйдет. Даже с присадками "холодная" температура будет больше 2кК. КПД тепловой машины будет ничтожный (температура холодильника в знаменателе).

А вот МГД в реакторе (прямо внутри него) - очень дельная тема, КМК. Сложно - да, но выгоды, КМК, большИе. Неравновесная ионизация рабочего тела - не нужно упираться рогом в максимальную температуру газа при гарантированно качественной ионизации.
И чисто термодинамические выгоды: тепловое сопло, расширение по изотерме.

Xan> Но ВСЕГДА будет "паровозная" схема. В смысле, цикл Карно.
?! Цикл Карно: две изотермы, две адиабаты. Где там, хоть как-то близко, паровоз или хоть что-то на него отдалённо похожее?!

Татарин> ?! Цикл Карно: две изотермы, две адиабаты. Где там, хоть как-то близко, паровоз или хоть что-то на него отдалённо похожее?!

Слово "паровоз" произнёс EG54. Смешно.


Xan>> Если охлаждать несильно, то накачивать можно МГД насосом — вообще никаких движущихся частей в установке.
Татарин> Не, не выйдет. Даже с присадками "холодная" температура будет больше 2кК. КПД тепловой машины будет ничтожный (температура холодильника в знаменателе).

Ты упускаешь температуру в четвёртой у холодильника.
С реактором имеем практически неограниченное количество тепла и возможность выработки большого количества энергии.
Но огромная проблема — холодильник.
Чем больше сможешь сбросить тепла, тем больше получишь работы.
И можно даже (вспомнив восьмой класс школы), посчитать оптимальную температуру холодильника.
Если зафиксировать температуру нагревателя (T0) и размер (площадь) холодильника, то полезная мощность от температуры холодильника (T) будет:

N(T) = T⁴ * (T0 - T) / T = T³ * T0 - T⁴

Ищем экстремум:

dT(N) / dT = 3 * T² * T0 - 4 * T³

3 * T² * T0 = 4 * T³

3 * T0 = 4 * T

T = 3/4 * T0

Если T0 = 3000 С, то T = 2182 С.
Но, поскольку это экстремум можно подвигать температуру, не особенно теряя в мощности, например:
T0 = 3000 C, T = 2476 при мощности 0.9 от максимальной.

Если хочется ионизации, то можно в качестве рабочего газа тупо взять пары цезия.
Щютк!

Не понятно только, как сделать магнитное поле?
Китайских неодимовых магнитиков накупить?


Картинка: мощность / максимальна_мощность от температуры_холодильника / температуре_нагревателя

Xan> Ты упускаешь температуру в четвёртой у холодильника.
Xan> С реактором имеем практически неограниченное количество тепла и возможность выработки большого количества энергии.
Нет. Категорически не согласен: мощность у реактора ограничена (при данной массе и температуре), но ещё более жёстко ограничен энергозапас АЗ. Им нельзя просто так раскидываться, согревая космос.
Тем более, что энергозапаса и так не хватает, а дополнительная масса на топливо обессмысливает "экономию".

Xan> Если хочется ионизации, то можно в качестве рабочего газа тупо взять пары цезия.
Если брать цезий, то нагнетать его МГД-насосом можно в жидком виде (я вообще соменваюсь в реальной, технической возможности газофазного МГД-компрессора при хоть сколько-то разумной плотности и температурах 2-2.5кК).

Xan> Не понятно только, как сделать магнитное поле?
Сверхпроводники же. Диборид магния - дёшево, сердито и достаточно устойчиво к облучению.

Татарин> Тем более, что энергозапаса и так не хватает, а дополнительная масса на топливо обессмысливает "экономию".

При T = 3/4 * T0 КПД = 0.105
Это всего раза в два-три хуже лучших электростанций.

Ну, положишь урана не 10 кил, а тридцать.
Всё равно тот огромный холодильник, что показан в ролике, он гораздо-гораздо тяжелее 20 кил.

Татарин> технической возможности газофазного МГД-компрессора при хоть сколько-то разумной плотности и температурах 2-2.5кК).

На электростанции экспериментальный генератор (на много мегаватт) работал на обычном пламени природного газа с воздухом — 2000 С.
С КПД сравнимым с обычной ТЭЦ. Так что потери были достаточно небольшие.
Почему бы МГД насосу прилично не работать при бОльшей температуре?

Татарин>> Тем более, что энергозапаса и так не хватает, а дополнительная масса на топливо обессмысливает "экономию".
Xan> При T = 3/4 * T0 КПД = 0.105
Так это предельный теоретический. Практический будет раза в два меньше.

Xan> Это всего раза в два-три хуже лучших электростанций.
Так это практический. Теоретический в пару раз выше.

Ты зря так раскидываешься температурой. Температура это, например, тепловые напоры на теплообмене. Теплообменник, на котором разница нагретого и нагреваемого, скажем, 10С - в 10 раз больше, чем тот, у которого разница в 100С. А у тебя поверхностей теплообмена минимум две: внутри реактора и внутри холодильника.
Или даже поставим вопрос так: что такое реактор, чем определяется его масса? Реактор - это, в основном, теплообменник.И его размеры и масса определяются в основном тепловым напором и (в меньшей части) энергозапасом АЗ.

Xan> Ну, положишь урана не 10 кил, а тридцать.
А если "не тонну урана, а 10 тонн"?
Ну и если завязываться на КПД в 5%, то зачем вообще возиться с газом? Термоэмиссия (до 7% можно дотянуть, говорят), и дело с концом.

Татарин>> технической возможности газофазного МГД-компрессора при хоть сколько-то разумной плотности и температурах 2-2.5кК).
Xan> На электростанции экспериментальный генератор (на много мегаватт) работал на обычном пламени природного газа с воздухом — 2000 С.
Это генератор.

Xan> Почему бы МГД насосу прилично не работать при бОльшей температуре?
Потому что у тебя даже не насос, а компрессор. Ты двигаешь отдельные ионы (коих при 2000С среди всех атомов немного), а они двигают остальные за счёт внутренней вязкости. При большом градиенте давления ты не прокачаешь ничего, тупо будешь работать против распределения Максвелла, а оно упорное. Продиссипируешь всю свою с таким трудом полученную полезную работу.

Даже в несжимаемой жидкости МГД-насосу не рекомендуется сильно против давления работать (это примерно как вал рабочего электродвигателя плохо согласованной механической нагрузкой зажимать: ток течёт, а полезной работы внезапно с гулькин нос, всё греется бестолку). Так с газом у тебя всё ещё более усугубляется, что ты двигаешь не весь "ротор", а отдельные части его, диссипативными силами связанными с остальным.

Татарин>>>

Ну ладно.
"Знание — это способность рассчитать." ©
Без конкретных цифр дальше о чём-то спорить бесполезно, это просто трёп будет.

Xan>> Ты упускаешь температуру в четвёртой у холодильника.
Xan>> С реактором имеем практически неограниченное количество тепла и возможность выработки большого количества энергии.
Татарин> Нет. Категорически не согласен: мощность у реактора ограничена (при данной массе и температуре), но ещё более жёстко ограничен энергозапас АЗ. Им нельзя просто так раскидываться, согревая космос.

Если цель максимизировать мощность на единицу массы установки в целом (включая радиаторы) - то в принципе можно. В чём и смысл тех же термоэмиссионников, при всех их недостатках.

Но начиная с некоторых пороговых мощностей машинное преобразование на круг становится уже выгоднее, несмотря на то, что холодильник должен быть холоднее, и радиаторы больше и тяжелее.


Но с МГД на ионизации так не выйдет по многим причинам, в т.ч. из-за крайне затруднённого теплосъёма с газовой струи (на земле-то такой проблемы нет). И это не единственная проблема, ессно.

Татарин> Ну и если завязываться на КПД в 5%, то зачем вообще возиться с газом? Термоэмиссия (до 7% можно дотянуть, говорят), и дело с концом.

Чуть ли не до 10-ти. Но машинное всё-таки может дать лучшие параметры.
Плюс у термоэмиссионников очень высокие требования к точности сборки, зазорам, цезий опять же... Что выливается в ресурс.

Fakir> Если цель максимизировать мощность на единицу массы установки в целом (включая радиаторы) - то в принципе можно. В чём и смысл тех же термоэмиссионников, при всех их недостатках.

Почему у таких аппаратов всегда стремятся уменьшить удельную массу? Из каких расчетов?

Ramank> Почему у таких аппаратов всегда стремятся уменьшить удельную массу? Из каких расчетов?

Так на высоких орбитах каждый килограмм дороже золота равной массы на Земле. Не говоря уж о том, что выше пороговой массы ты туда груз вообще не поднимешь