Атомный ракетный двигатель

Г.М.> NASA funding DRACO nuclear thermal rocket engine under deal with DARPA - Breaking Defense
Г.М.> [i][b]ВАШИНГТОН — НАСА профинансирует разработку экспериментального ядерного теплового двигателя в рамках новых совместных усилий с исследовательским агентством дальнего будущего Пентагона

Как-то за полтора года почти ничего нового не слышно.
Вроде самое свежее от прошлого июля.

Трудно даже понять проектные параметры. Мало-мальски внятно говорят только об УИ - выше 800 с - но тяга как-то совершенно завуалирована. Складывается некое ощущение, что речь скорее об аналоге РД-0410, чем Нервы.

Fakir> Как-то за полтора года почти ничего нового не слышно.
Fakir> Вроде самое свежее от прошлого июля.

Ну так если на аж 2027-й только планируют первое летное испытание, какие уж тут новости?

Fakir> Трудно даже понять проектные параметры. Мало-мальски внятно говорят только об УИ - выше 800 с - но тяга как-то совершенно завуалирована. Складывается некое ощущение, что речь скорее об аналоге РД-0410, чем Нервы.

НЯП, то, что сейчас делают - это вообще только "демонстратор технологии".

А вот здесь один "специалист по всему" в пух и прах разносит эту затею (мимоходом пинка удостоился и несчастный "Зевс"):

Г.М.> Ну так если на аж 2027-й только планируют первое летное испытание, какие уж тут новости?

Да хотя бы если не детали конструкции озвучить, так хоть проектные параметры. Тяга там, масса, ресурс...

Обычно-то они любят чем-то поразмахивать для подогревания интереса, какие-нить картинки красивые и прочие промежуточные отчёты.

Г.М.> А вот здесь один "специалист по всему" в пух и прах разносит эту затею (мимоходом пинка удостоился и несчастный "Зевс"):
Г.М.> США собрались ставить на ракеты ядерные двигатели. Почему из этого ничего не выйдет и при чем тут «Роскосмос»?

КГ/АМ, ЕВПОЧЯ.

Fakir> Да хотя бы если не детали конструкции озвучить, так хоть проектные параметры. Тяга там, масса, ресурс...
Fakir> Обычно-то они любят чем-то поразмахивать для подогревания интереса, какие-нить картинки красивые и прочие промежуточные отчёты.

Увы, и мне ничего толком не попадалось. Вот перевод общеобзорной статьи:

Про тягу и здесь ни полслова) Зато:

«У DRACO действительно большой потенциал для будущего, для всего мира. Это действительно может что-то открыть. Это начало пути, который, возможно, завершат ваши внуки. Мы надеемся войти в историю», - сказал Ширеман.

 

Fakir> КГ/АМ, ЕВПОЧЯ.

Автору бы ЧСВ и фантазию отключить - может, вышел бы приличный обозреватель.

Впрочем, прокомментированная Вами столь лаконично статья - еще не из худших у него. Так что может, и не вышел бы, с другой стороны)

Г.М.> Увы, и мне ничего толком не попадалось. Вот перевод общеобзорной статьи:
Г.М.> Ядерные тепловые ракеты / Хабр

Там выше была вроде ссылка на аглицкий оригинал, вода водой.

Впрочем, кажется, вру. На другую - ну или я ту до конца дочитывать не стал?
Тут действительно хоть что-то любопытное проскакивает, хотя и не о ДРАКО, да и вообще фиг поймёшь в чём суть:

Госс и его команда решили, что они могут решить некоторые из этих проблем, оснастив NTR нагнетателями.

Идея Госса основывалась на использовании волнового ротора. «В автомобилях это называется компрессором или нагнетателем», - пояснил Госс. В его концепции NTR волновой ротор устанавливается между выходом активной зоны реактора и выхлопным соплом для дальнейшего повышения температуры выхлопных газов.

«Ограничивающим фактором для NTR является температура активной зоны реактора. Сегодня она составляет примерно 3000 К, что дает вам около 900 секунд удельного импульса», - сказал Госс. Волновой ротор, по его расчетам, должен увеличить это время до 1400 секунд - вдвое больше, чем DRACO. Госс и его команда предложили эту концепцию NIAC, программе NASA, финансирующей инновационные идеи на ранней стадии, и в 2023 году получили финансирование для проведения детальной оценки осуществимости.

Но волновой ротор - не единственная уникальная вещь в космическом корабле Госса. Настоящее волшебство начинается, когда двигатель NTR завершает работу. Корабль развернется, полетев соплом вперед. Затем он переключит реактор в режим электростанции, перенаправив свой нагретый водород от сопла в замкнутый контур с турбинами, вырабатывающими электроэнергию, и будет использовать электричество для питания особой формы ионного двигателя, который прикреплен на противоположном конце космического корабля. Они увеличат удельный импульс с 1400 до более чем 10 000 секунд.

 

Но даже в оригинале невозможно понять, что имеется в виду.

Gosse’s idea was based on using a wave rotor. “In cars, it’s called a compressor or a supercharger,” explained Gosse. In his NTR concept, a wave rotor is fitted between the reactor core outlet and the exhaust nozzle to further increase the exhaust gas temperature.

“The limiting factor for the NTR is the temperature of the reactor core. Today, this is roughly 3,000 K, which gives you around 900 seconds of specific impulse,” Gosse said. A wave rotor, according to his calculations, should bump this up to 1,400 seconds—twice as much as DRACO.

 

Г.М.> Автору бы ЧСВ и фантазию отключить - может, вышел бы приличный обозреватель.

Не, едва ли. Ну кому нужен обозреватель, не являющийся серьёзным специалистом или хотя бы крепким любителем в том, что обозревает? Это в лучшем случае коллекционирование марок. В лучшем. Или профанация и чистый вред, "нас же дети читать могут".

Fakir> Там выше была вроде ссылка на аглицкий оригинал. Аффтар - тоже какой-то левый любитель, судя по всему - без инсайда. Ноль смысла.

Так именно потому, что материал "общеобзорный", я оригинал даже не стал смотреть. Понятно, что никаких откровений там нет.

Г.М.>> Автору бы ЧСВ и фантазию отключить - может, вышел бы приличный обозреватель.
Fakir> Не, едва ли. Ну кому нужен обозреватель, не являющийся серьёзным специалистом или хотя бы крепким любителем в том, что обозревает? Это в лучшем случае коллекционирование марок. В лучшем. Или профанация и чистый вред, "нас же дети читать могут".

Он, ни много, ни мало, "научный журналист", пишущий по широкому кругу вопросов. От ковида, палеонтологии, энергетики и демографии до военных дел и космоса (и еще много чего не упомянутого). Вот так) И выглядит (внешне) солидно так, убедительно. Правда, когда дело доходит до тем, в которых хоть как-то ориентируешься, сразу возникают сомнения в компетенциях аффтара)

Fakir> Впрочем, кажется, вру. На другую. А тут действительно что-то любопытное проскакивает, хотя и не о ДРАКО, да и вообще фиг поймёшь в чём суть:

Там дальше у него уже явно какие-то фантазии идут, в ДРАКО ничего такого не заявляется.

Хотя "внушаит", да)

Татарин> Летающий ЖСР - вообще бессмыслица. Зачем?
Татарин> Вот в стационаре понятны выгоды: онлайн-репроцессинг из которых главная. А в летающем устройстве нафига?

Там можно сделать центробежный сепаратор, продувать воздух прямо через FLiBe, получать без теплообменника тысячу с лишним градусов (скажем, 1100), и, при этом, не более радиоактивный выхлоп, чем был у у ЯРД с карбидными ТВЭЛами на водороде. Водород, конечно, не активируется, но, с карбидными ТВЭЛами при таких температурах реагирует. А ниобием покрывать тогда, когда реальные испытания 11Б91 шли, ещё не умели. Добавка гептана уменьшала эрозию ТВЭЛов, и вынос продуктов деления, но ниобиевое покрытие позволяло уменьшить и вынос, и долю гептана в водороде, и температуру чуть приподнять.

Вообще, ЯРД с жидкотопливной композицией и центробежной сепарацией, предлагался тогда же, когда и классический с твёрдой зоной, но наши сделали выбор в пользу газофазного, но и его бросили в самом начале.

Б.г.> Там можно сделать центробежный сепаратор, продувать воздух прямо через FLiBe, получать без теплообменника тысячу с лишним градусов (скажем, 1100), и, при этом, не более радиоактивный выхлоп, чем был у у ЯРД с карбидными ТВЭЛами на водороде.
Ну не, это ты загнул!
Карбидные ТВЭЛы (если это что-то типа TRISO-подобного) отсекают все ПД и тритий, за исключением доли (даже не 100%!) благородных газов.
Из соли при тепературах 1000С в кислородную атмосферу у тебя будет выскакивать всё более-менее летучее. Да, значительная часть и цезиев, и йодов останется сидеть в соли, но того, что выскочит - тебе хватит, чтобы засрать полигон до значимых рентгенов/час и усиленной пугливости персонала.

Б.г.> Вообще, ЯРД с жидкотопливной композицией и центробежной сепарацией, предлагался тогда же, когда и классический с твёрдой зоной, но наши сделали выбор в пользу газофазного, но и его бросили в самом начале.
Так у газофазного ЯРД есть очевидные выгоды в УИ, а в чём выгоды жидкой соли при сравнимой с газофазным сложности и опасности?

Б.г.>> Там можно сделать центробежный сепаратор, продувать воздух прямо через FLiBe, получать без теплообменника тысячу с лишним градусов (скажем, 1100), и, при этом, не более радиоактивный выхлоп, чем был у у ЯРД с карбидными ТВЭЛами на водороде.
Татарин> Ну не, это ты загнул!
Татарин> Карбидные ТВЭЛы (если это что-то типа TRISO-подобного) отсекают все ПД и тритий, за исключением доли (даже не 100%!) благородных газов.

Да ну? а ничего, что они сами испаряются, и, при эрозии их в виде метана, в атмосферу летят и продукты деления, и тритий, и, собственно, уран. Отчего в составе рабочего тела 11Б91 появился гептан-то? именно, чтобы концентрация углеводородов была выше равновесной. Не забывай, все мультивалентные металлы катализируют реакцию углерода и водорода при высокой температуре. Между прочим, так научились наносить надписи и картинки на алмаз. Не забывай, температура в ЯРД под 3000 кельвинов, и скорость реакции весьма велика. Это при охлаждении CO2 и покрытии чистым графитом картина была другой. Но, в 11Б91 ТВЭЛы были ничем таким не покрыты, ибо все покрытия препятствовали теплообмену на такой мощности.

Татарин> Из соли при тепературах 1000С в кислородную атмосферу у тебя будет выскакивать всё более-менее летучее. Да, значительная часть и цезиев, и йодов останется сидеть в соли, но того, что выскочит - тебе хватит, чтобы засрать полигон до значимых рентгенов/час и усиленной пугливости персонала.

Не-а. Как раз, оксиды всех этих элементов более тугоплавки и менее летучи, чем их же хлориды и фториды.
Б.г.>> Вообще, ЯРД с жидкотопливной композицией и центробежной сепарацией, предлагался тогда же, когда и классический с твёрдой зоной, но наши сделали выбор в пользу газофазного, но и его бросили в самом начале.
Татарин> Так у газофазного ЯРД есть очевидные выгоды в УИ, а в чём выгоды жидкой соли при сравнимой с газофазным сложности и опасности?

И это нужно объяснять?
Во-первых, в плотности топливной композиции. В газофазном ЯРД, чтобы достичь плотности, необходимой для ядерной реакции, требовалось рабочее давление порядка 1000 атмосфер. В твердофазном и жидкофазном - обычные давления, привычные по ЖРД, от 40 до 100 атмосфер. В вакуумных можно было бы и меньше.
Во-вторых, при любой организации газофазного ЯРД, теплоперенос идёт, в основном, за счёт излучения, ибо никакой теплообменник невозможен при таких температурах, а перемешивать и потом сепарировать не получается - это было выяснено ещё на рубеже 50-60-х, когда всё это было только в матмоделях. При смешивании урановой плазмы и водорода, и достижимых размерах сепаратора, из-за постоянной утечки урана и других тяжёлых элементов, достижимая скорость истечения была не более 15 км/с, то есть, всего в полтора раза выше, чем у твердофазного ЯРД. При существенно большем расходе (и рассеивании в окружающей среде) делящегося материала.
В-третьих, даже если ты исхитрился и сделал "ядерную лампу", это в 60-е был проект-фаворит, с нулевыми потерями урана и ПД вовне, водород это излучение, всё равно, поглощает неохотно, т.к. у него крайне узкие полосы поглощения, и его приходится бодяжить литием, что опять-таки снижает УИ.

Ещё в конце 60-х были сделаны оценки, что ЯРД с твёрдой зоной может дать 10 км/с, с жидкой 15 км/с, газофазный с полным смешиванием те же 15 км/с, газофазный с ядерной лампой 20 км/с. А ионники предлагали больше.

Б.г.>>> Там можно сделать центробежный сепаратор, продувать воздух прямо через FLiBe, получать без теплообменника тысячу с лишним градусов (скажем, 1100), и, при этом, не более радиоактивный выхлоп, чем был у у ЯРД с карбидными ТВЭЛами на водороде.
Татарин>> Ну не, это ты загнул!
Татарин>> Карбидные ТВЭЛы (если это что-то типа TRISO-подобного) отсекают все ПД и тритий, за исключением доли (даже не 100%!) благородных газов.
Б.г.> Да ну? а ничего, что они сами испаряются,
Не, ну что ты, как "испаряются"-то? У карбида кремния плавление около 2700С. Углерод внутри карбидной оболочки - вообще 4000+, углерод снаружи, конечно, водородом сносится, но это относительно медленная (в сравнении с временем работы ЯРД) эрозия, и уж точно никак не трогает герметичность.

Б.г.> при эрозии их в виде метана, в атмосферу летят и продукты деления, и тритий, и, собственно, уран.
Это как?
Нет, давай, всё-таки, при рассмотрении технологии брать то, как лучше, а не как можно сделать хуже. То, что при желении можно сделать плохо - общеизвестно, практического значения это не имеет.

Татарин>> Из соли при тепературах 1000С в кислородную атмосферу у тебя будет выскакивать всё более-менее летучее. Да, значительная часть и цезиев, и йодов останется сидеть в соли, но того, что выскочит - тебе хватит, чтобы засрать полигон до значимых рентгенов/час и усиленной пугливости персонала.
Б.г.> Не-а. Как раз, оксиды всех этих элементов более тугоплавки и менее летучи, чем их же хлориды и фториды.
А вот да. Оксиды-то нелетучи (если лежат бруском на столе), но вот (до)окисление соли смешает баланс ионной жидкости. Грубо говоря, если ты при контакте с воздухом получишь оксиды лития или бериллия, то, соответсвенно, останется неприкаянный фтор (из соли) и йод (ПД!), которым деваться некуда.

Принципиально то же самое (только в обратную сторону) у тебя получается при прокачке водорода через соль. Ты смещаешь окислительно-восстановительный баланс, и "освобождаешь" из буфера продукты деления (которое и без того идеальный баланс и сами-то не складывают).

Татарин>> Так у газофазного ЯРД есть очевидные выгоды в УИ, а в чём выгоды жидкой соли при сравнимой с газофазным сложности и опасности?
Б.г.> И это нужно объяснять?
Конечно.

Б.г.> Во-первых, в плотности топливной композиции.
Не, это нерелевантно. Потому что ГФЯРД в известных мне предложениях не состоял из только газовой фазы. БОльшая часть ДМ - твёрдая, жидкая и газовая фазы появляются (в центре) постолько поскольку температура истечения газа превышает температуру кипения оксида урана (и даже его существования).

Б.г.> с, то есть, всего в полтора раза выше, чем у твердофазного ЯРД. При существенно большем расходе (и рассеивании в окружающей среде) делящегося материала.
Ну да.

Так качественно то же самое (по уносу ДМ и ПД) ты получишь в контакте жидкой горячей соли с водородом или воздухом. Да, количественная разница с ГФЯРД есть, но именно количественная. А разница по предельной температуре газа и скорости истечения - качественная (да, разница УИ в 2 раза это именно качественная разница).

Б.г.>> Да ну? а ничего, что они сами испаряются,
Татарин> Не, ну что ты, как "испаряются"-то? У карбида кремния плавление около 2700С. Углерод внутри карбидной оболочки - вообще 4000+, углерод снаружи, конечно, водородом сносится, но это относительно медленная (в сравнении с временем работы ЯРД) эрозия, и уж точно никак не трогает герметичность.

А вот так и испаряются. Прямая реакция углерода с водородом в присутствии ионов переходных металлов. И уран, и плутоний являются переходными металлами. Без металлов реакция, действительно, медленная. Но с металлами она вполне даже быстрая, и даже при температурах сильно ниже перехода алмаза в графит.


Б.г.>> при эрозии их в виде метана, в атмосферу летят и продукты деления, и тритий, и, собственно, уран.
Татарин> Это как?
Татарин> Нет, давай, всё-таки, при рассмотрении технологии брать то, как лучше, а не как можно сделать хуже. То, что при желении можно сделать плохо - общеизвестно, практического значения это не имеет.

А как, по-твоему, были устроены ТВЭЛы 11Б91? И можно ли было бы сделать так, как ты хочешь, при известных их характеристиках? Они, вообще-то, состояли из твёрдого раствора карбидов урана и вольфрама, и ничем покрыты не были. Это уже сильно после закрытия программы 11Б91 "Луч" предложил покрывать их ниобием. Карбид кремния тут не при делах.

Татарин> Татарин>> Из соли при тепературах 1000С в кислородную атмосферу у тебя будет выскакивать всё более-менее летучее. Да, значительная часть и цезиев, и йодов останется сидеть в соли, но того, что выскочит - тебе хватит, чтобы засрать полигон до значимых рентгенов/час и усиленной пугливости персонала.
Б.г.>> Не-а. Как раз, оксиды всех этих элементов более тугоплавки и менее летучи, чем их же хлориды и фториды.
Татарин> А вот да. Оксиды-то нелетучи (если лежат бруском на столе), но вот (до)окисление соли смешает баланс ионной жидкости. Грубо говоря, если ты при контакте с воздухом получишь оксиды лития или бериллия, то, соответсвенно, останется неприкаянный фтор (из соли) и йод (ПД!), которым деваться некуда.

Это очень грубо на самом деле, литию "приятнее" с фтором при любых температурах. Вот бериллий - да, там термодинамически оксид выгоднее фторида. Вот только он образовываться в значимых количествах не будет, потому что концентрация фтора в ионной жидкости много больше концентрации кислорода в ней же. А, значит, термодинамическое равновесие будет смещено в сторону фторида.
Татарин> Принципиально то же самое (только в обратную сторону) у тебя получается при прокачке водорода через соль. Ты смещаешь окислительно-восстановительный баланс, и "освобождаешь" из буфера продукты деления (которое и без того идеальный баланс и сами-то не складывают).
Татарин>>> Так у газофазного ЯРД есть очевидные выгоды в УИ, а в чём выгоды жидкой соли при сравнимой с газофазным сложности и опасности?
Б.г.>> И это нужно объяснять?
Татарин> Конечно.
Б.г.>> Во-первых, в плотности топливной композиции.
Татарин> Не, это нерелевантно. Потому что ГФЯРД в известных мне предложениях не состоял из только газовой фазы. БОльшая часть ДМ - твёрдая, жидкая и газовая фазы появляются (в центре) постолько поскольку температура истечения газа превышает температуру кипения оксида урана (и даже его существования).

Так не может быть, объяснить, почему? Чем больше плотность, тем больше объёмное энерговыделение, причём, зависимость не линейная, а почти что пороговая. Чтобы отдавать энергию водороду, уран её должен откуда-то брать, а откуда он её может брать, кроме деления? 3/4 энергии должны выделяться именно в газовой фазе, как ни рисуй стрелочки теплообмена.

Б.г.>> с, то есть, всего в полтора раза выше, чем у твердофазного ЯРД. При существенно большем расходе (и рассеивании в окружающей среде) делящегося материала.
Татарин> Ну да.
Татарин> Так качественно то же самое (по уносу ДМ и ПД) ты получишь в контакте жидкой горячей соли с водородом или воздухом. Да, количественная разница с ГФЯРД есть, но именно количественная. А разница по предельной температуре газа и скорости истечения - качественная (да, разница УИ в 2 раза это именно качественная разница).

2 раза получалось с твёрдым. С жидким - меньше полутора.

Б.г.> А вот так и испаряются. Прямая реакция углерода с водородом в присутствии ионов переходных металлов.
Ну так, топливо-то - углерод-карбид кремния-пористый углерод. Там, где есть углерод и водород (снаружи), там нет никаких переходных металлов. Там, где есть переходные металлы и углерод (под карбидной оболочкой) - там нет водорода, да и улетать метану оттуда просто некуда.

Б.г.> А как, по-твоему, были устроены ТВЭЛы 11Б91? И можно ли было бы сделать так, как ты хочешь, при известных их характеристиках? Они, вообще-то, состояли из твёрдого раствора карбидов урана и вольфрама, и ничем покрыты не были. Это уже сильно после закрытия программы 11Б91 "Луч" предложил покрывать их ниобием. Карбид кремния тут не при делах.
Ну вот я и говорю: давай делать не так, как получаются проблемы, а так, чтобы их не было. См. TRISO: углерод (графит) покрывает оболочку из карбида кремния. Внутри оболочки - оксид, нитрид или ДМ в форме металла с пористым углеродом (как газовый аккумулятор для ПД).
Эта конструкция хорошо себя зарекомендовала во многих реакторах при высокой температуре и доказано отсутсвие выхода ПД вплоть до температур кипения урана или плутония.

Б.г.> Это очень грубо на самом деле, литию "приятнее" с фтором при любых температурах. Вот бериллий - да, там термодинамически оксид выгоднее фторида. Вот только он образовываться в значимых количествах не будет, потому что концентрация фтора в ионной жидкости много больше концентрации кислорода в ней же. А, значит, термодинамическое равновесие будет смещено в сторону фторида.
Это не очень спасает, когда речь идёт о гигаватт-минутах работы ректора и соотвествующих количествах продуктов деления с очень высокой активностью.

Но ты совершенно зря рассматриваешь именно литий. Литий-то - что? Он (из соли) неактивен. Активны цезии, барии, стронции, которые должны сидеть в соли (как буфере) ВМЕСТО лития, их фториды - вполне летучи и при таких температурах даже не очень устойчивы. А ещё есть йод. Ты не "запрёшь" ПД в этой матрице при её проветривании. Даже оксиды (с избытком кислорода) не удерживают тот же цезий, даже твёрдые и даже при температурах много меньше.

Б.г.> 3/4 энергии должны выделяться именно в газовой фазе, как ни рисуй стрелочки теплообмена.
Но можно сделать так, что выбрасывается не ДМ, а, в основном, ПД.
Но никто ж не спорит, что ГФЯРД - грязная штука. Пробулькивание водорода через соль будет не столь уж чище, но гораздо хуже по УИ.
При том, что стабилизация соли вращением запросто может быть сложнее и опаснее, чем прокачка ДМ как газа через твёрдый ТВЭЛ. Как минимум, неуправляемая СЦР в газе гораздо лучше самоограничивается.

Татарин> Ну вот я и говорю: давай делать не так, как получаются проблемы, а так, чтобы их не было. См. TRISO: углерод (графит) покрывает оболочку из карбида кремния. Внутри оболочки - оксид, нитрид или ДМ в форме металла с пористым углеродом (как газовый аккумулятор для ПД).
Татарин> Эта конструкция хорошо себя зарекомендовала во многих реакторах при высокой температуре и доказано отсутсвие выхода ПД вплоть до температур кипения урана или плутония.

Это в каких реакторах она себя хорошо зарекомендовала? Сколько весит активная зона с такими ТВЭЛами при 190 мегаваттах мощности (тепловой)? Ах, тридцать тонн? а почему так много? А летать-то оно с таким весом сможет? Ещё раз - активная зона 11Б91 весила меньше 40 килограммов. А со всеми этими покрытиями и будет в тысячу раз больше, потому что теплопроводность топлива лимитирует. И, даже, не столько топлива, сколько покрытий на нём. Это хорошо для рекламы "малых модульных реакторов", но совершенно не годится ни для ЯРД космических, ни для ЯРД атмосферных.

Татарин> Это не очень спасает, когда речь идёт о гигаватт-минутах работы ректора и соотвествующих количествах продуктов деления с очень высокой активностью.

Давай решим так - с учётом того, что тема называется "БПЛА с ядерным двигателем", всё, что не полетит, как бы оно ни было хорошо с других точек зрения, не рассматривается.

Татарин> Но ты совершенно зря рассматриваешь именно литий. Литий-то - что? Он (из соли) неактивен. Активны цезии, барии, стронции, которые должны сидеть в соли (как буфере) ВМЕСТО лития, их фториды - вполне летучи и при таких температурах даже не очень устойчивы. А ещё есть йод. Ты не "запрёшь" ПД в этой матрице при её проветривании. Даже оксиды (с избытком кислорода) не удерживают тот же цезий, даже твёрдые и даже при температурах много меньше.

Надо делать полноценное моделирование, спорить тут можно долго и безо всякого толка.

Татарин> Но можно сделать так, что выбрасывается не ДМ, а, в основном, ПД.
На средний молекулярный вес струи (а от него зависит эффективная скорость истечения) оба влияют радикально плохо.
Татарин> Но никто ж не спорит, что ГФЯРД - грязная штука. Пробулькивание водорода через соль будет не столь уж чище, но гораздо хуже по УИ.

Понимаешь, в своё время говорили, что двукратное увеличение УИ у ТфЯРД, по сравнению с ЖРД - это качественный скачок. Теперь ты говоришь, что двукратное увеличение УИ у ГфЯРД, по сравнению с ТфЯРД - это качественный скачок. Оказалось, что ни тот, ни другой качественным скачком не являются, ибо стартовать с Земли на них не получится всё равно. А на чём-то надо же, вместо химии!

Татарин> При том, что стабилизация соли вращением запросто может быть сложнее и опаснее, чем прокачка ДМ как газа через твёрдый ТВЭЛ. Как минимум, неуправляемая СЦР в газе гораздо лучше самоограничивается.

А ЗАЧЕМ прокачивать газообразный ДМ через твёрдый ТВЭЛ? Через твёрдый ТВЭЛ надо прокачивать холодный водород, потому что в газовой фазе не хватает удельной мощности. Вынуть избыточные нейтроны из твёрдого ТВЭЛа и направить их в газофазный (потому что он всяко будет нейтронодефицитным) - задача решённая ещё на реакторе ИВГ в 60-е годы.

Б.г.> Вообще, ЯРД с жидкотопливной композицией и центробежной сепарацией, предлагался тогда же, когда и классический с твёрдой зоной, но наши сделали выбор в пользу газофазного, но и его бросили в самом начале.

Да что ты такое говоришь, какое в самом начале?! Тянули его до последнего, до самого конца Союза, и даже немножко еще после.

Б.г.>> Вообще, ЯРД с жидкотопливной композицией и центробежной сепарацией, предлагался тогда же, когда и классический с твёрдой зоной, но наши сделали выбор в пользу газофазного, но и его бросили в самом начале.
Fakir> Да что ты такое говоришь, какое в самом начале?! Тянули его до последнего, до самого конца Союза, и даже немножко еще после.

Да ну? А у меня есть сведения, что, сразу после Чернобыля всё нафиг свернули, реальное испытание с газофазным ТВЭЛом провести не успели, только имитационные. Реально, сворачивать начали ещё в 1984, видимо, судя по списку литературы. А в 1990-м умер Иевлев, без которого выбивать деньги на ЯРД уже ни у кого не получалось. Бумажки в 1986-1990 годах могли и выпускаться, но, никаких реальных железок не было сделано.

Чуть дольше тянули двухрежимную установку 11Б97, которая должна была сначала работать в ЯРД-режиме на водороде, а потом в ЯЭСУ на гелий-ксеноновой смеси. Но там зона была твёрдая.

Если что, я ссылаюсь на книжку "Ядерные ракетные двигатели", Ю.Г. Демянко, Г.В. Конюхов, А.С. Коротеев, Е.П. Кузьмин, А.А. Павельев, Москва, "Норма-Информ", 2001.

Б.г.> В газофазном ЯРД, чтобы достичь плотности, необходимой для ядерной реакции, требовалось рабочее давление порядка 1000 атмосфер.

Ну это уже давление для УИ ~ 6000 c.

Б.г.> Во-вторых, при любой организации газофазного ЯРД, теплоперенос идёт, в основном, за счёт излучения, ибо никакой теплообменник невозможен при таких температурах, а перемешивать и потом сепарировать не получается

С жидкофазным не факт что сильно лучше будет. Тем более что при всей сырости, гипотетичности и вообще сомнительности существующих прикидок по ГФЯРД у жидких всё еще более сыро при весьма скромных (считай, никаких) преимуществах над ТФЯРД.

Б.г.> В-третьих, даже если ты исхитрился и сделал "ядерную лампу", это в 60-е был проект-фаворит, с нулевыми потерями урана и ПД вовне, водород это излучение, всё равно, поглощает неохотно, т.к. у него крайне узкие полосы поглощения, и его приходится бодяжить литием, что опять-таки снижает УИ.

Да не бодяжить литием, литий там НЯП был как промежуточный слой для предотвращения интенсивного смешивания гфТВЭЛа и рабочего тела, и доведения потерь ДМ до приемлемых величин.

Б.г.> Ещё в конце 60-х были сделаны оценки, что ЯРД с твёрдой зоной может дать 10 км/с, с жидкой 15 км/с, газофазный с полным смешиванием те же 15 км/с

Ну так схемы полного смешивания и отбросили сразу. И на схемах ГФЯРД с разделением получали оценки до 6000 с, при более скромных предположения до 2000 с. Именно поэтому "жидкий" сразу и отбросили. Совершенно поделом - потому что параметры лишь немногим лучше ТФЯРД (если вообще лучше, с учётом всего гемора), и значительно хуже ГФЯРД, при этом всё равно ощутимая доля делящихся материалов летит в трубу.

Правда, позднее появились прожекты псевдожидкого слоя с сепарацией или иного рода, а-ля Тимбервинд - вот те шут их знает, может быть... во всяком случае что-то в этом есть.

Татарин> Потому что ГФЯРД в известных мне предложениях не состоял из только газовой фазы. БОльшая часть ДМ - твёрдая

НЯП вполне состоял. Ну иногда предлагалось использовать твёрдую часть (и не сказать чтоб бОльшую) для фазы запуска, для начального нагрева-испарения создания нейтронного поля и критичности, после достижения критичности и цепной реакции в газовой фазе твёрдая часть "выключалась". А были и чисто газовые наброски.

Не, ну конечно можно сказать, что ДМ твёрдый, если рассматривать схему, где изначально он подаётся в виде порошка, а не расплава или гексафторида

Впрочем оно всё ИМХО было очень такое всё...

Б.г.> Да ну?

Ну да.

Б.г.> А у меня есть сведения, что, сразу после Чернобыля всё нафиг свернули,

Да нет, НЯЗ до конца Союза еще тащили. Какие-то элементы может даже еще и в 90-х, ну это уже совсем крохи и по инерции.

Б.г.> реальное испытание с газофазным ТВЭЛом провести не успели, только имитационные.

Ну да. По-моему, до реального с делением там было еще как до Луны раком.
Но холодные были и они НЯЗ продолжались и в конце 80-х.

Б.г.> Бумажки в 1986-1990 годах могли и выпускаться, но, никаких реальных железок не было сделано.

Как минимум какие-то стенды (ессно, холодные) уже были, на них и ковырялись, пока на работы были деньги.
С одними высоколаминарными потоками больших Рейнольдсов - играть и играть.
Ну да, это без собственно деления. Там там одних предварительных работ для этой концепции на тридцать три вагона, начать и кончить.

Б.г.> Чуть дольше тянули двухрежимную установку 11Б97, которая должна была сначала работать в ЯРД-режиме на водороде, а потом в ЯЭСУ на гелий-ксеноновой смеси. Но там зона была твёрдая.

Это уже другая история. Как и чисто энергетические (без собственно ЯРД) газофазные реакторы, любимое детище Павельева.

Б.г.> Если что, я ссылаюсь на книжку

А я на одного-двух её авторов
Да и в книжке тоже про поздние работы ЕМНИС должно быть упоминание.
Кстати, там и книжка не одна эта была.

Б.г.>> Да ну?
Fakir> Ну да.
Б.г.>> А у меня есть сведения, что, сразу после Чернобыля всё нафиг свернули,
Fakir> Да нет, НЯЗ до конца Союза еще тащили. Какие-то элементы может даже еще и в 90-х, ну это уже совсем крохи и по инерции.

Хоть какой-нибудь отчёт или статья по этой теме, датированные 1991-1999, можешь привести?

Б.г.>> реальное испытание с газофазным ТВЭЛом провести не успели, только имитационные.
Fakir> Ну да. По-моему, до реального с делением там было еще как до Луны раком.
Fakir> Но холодные были и они НЯЗ продолжались и в конце 80-х.

Угу, гелий в воздухе. Без урана.

Б.г.>> Бумажки в 1986-1990 годах могли и выпускаться, но, никаких реальных железок не было сделано.
Fakir> Как минимум какие-то стенды (ессно, холодные) уже были, на них и ковырялись, пока на работы были деньги.

НЕ газовые. Имитационные. Т.е. газовый ТВЭЛ там имитировали твёрдым, и даже водород - твёрдым вытеснителем.

Fakir> С одними высоколаминарными потоками больших Рейнольдсов - играть и играть.

Ну, даже и про это ни одной монографии. Картинки из вышеупомянутой книги датированы 1984.

Fakir> Ну да, это без собственно деления. Там там одних предварительных работ для этой концепции на тридцать три вагона, начать и кончить.

Так я и говорю - самое начало. Какая разница, до какого года тянули, если всё это было на уровне "начать и кончить"?

Б.г.>> Чуть дольше тянули двухрежимную установку 11Б97, которая должна была сначала работать в ЯРД-режиме на водороде, а потом в ЯЭСУ на гелий-ксеноновой смеси. Но там зона была твёрдая.
Fakir> Это уже другая история. Как и чисто энергетические (без собственно ЯРД) газофазные реакторы, любимое детище Павельева.
Б.г.>> Если что, я ссылаюсь на книжку
Fakir> А я на одного-двух её авторов
Fakir> Да и в книжке тоже про поздние работы ЕМНИС должно быть упоминание.

Самая свежая статья датирована 1990 годом, хотя книжка 2001. Самая свежая именно книжка - 1984.

Fakir> Кстати, там и книжка не одна эта была.

Б.г.> Хоть какой-нибудь отчёт или статья по этой теме, датированные 1991-1999, можешь привести?

Даже пытаться не буду, даже если они есть. Я ГФЯРД сразу посчитал направлением тупиковым и на круг бессмысленным, на кота широко, на собаку узко. Так что деталями исторических разысканий даже за деньги заниматься не стану

Тем более что на статьи в те годы было в сущности наплевать, "до грибов ли нынче", на отчёты скорее всего тоже (ну если темы нету, и отчитываться - перед кем? за что?). Если что-то внутреннее писалось (что возможно), так оно по архивам так и лежит с грифом ДСП, фиг ты его увидишь - тут тебе не НАСА. Если еще лежит, а не выкинуто и не сгнило при прорыве труб отопления.

А сами работы в 90-х - ну, понятно любому, кто представляет себе состояние науки, особенно космической, того периода. Упадок полный, если нет коммерции или западных грантов. Народу нет, расходников нет, хорошо если электричество есть.
А "продать" это было сложно. Поэтому НИИ были тогда еще неоднороднее по положению дел в разных отделах, чем в этом веке. Кто-то движки продаёт в Америку, и хоть какую копеечку имеет, кто-то софт в Европу, кто-то переквалифицировался на ширпотреб силами лабораторной мастерской, ну а народ "отвлечённых занятий", если не вписался в какую международную программу или не нужен военным - сосёт хорошо если мозолистую лапу. И хорошо если раз в месяц может установку какую запустить. Так чаще оно мёртвое стояло.

Б.г.> НЕ газовые. Имитационные. Т.е. газовый ТВЭЛ там имитировали твёрдым, и даже водород - твёрдым вытеснителем.

Газовые, газовые. Ты всё на "нейтронной" части заморачиваешься, а мужики все сплошь газодинамики, они про другое больше парились и увлекались.

Fakir>> С одними высоколаминарными потоками больших Рейнольдсов - играть и играть.
Б.г.> Ну, даже и про это ни одной монографии.

Да мало ли про что монографий нет (хотя я и не уверен на 100%, что нет). Тоже мне критерий. Тем более тема специфическая и узкая.
Какие-то отдельные статьи точно были. Что-то статьями, что-то вроде как главы или приложения включали при издании переводных книг - ну, которые переводили участники тех работ (в одной точно, она у меня где-то далеко валяется, но за давностию лет и названия не вспомню).

Б.г.> Так я и говорю - самое начало. Какая разница, до какого года тянули, если всё это было на уровне "начать и кончить"?

Сугубо историческая. Именно что тянули и не бросили до упора.

Б.г.> Самая свежая статья датирована 1990 годом, хотя книжка 2001. Самая свежая именно книжка - 1984.

Ты что-то путаешь. Нулевых, если не позже, точно были книжки.

suyundun> А как Вам
вариант

Проект одноступенчатого воздушно-космического самолета, прорабатывавался в НИИ-4 (затем ЦНИИ-50) Министерства обороны группой под руководством Олега Гурко. Первоначальный проект аппарата был оборудован силовой установкой, состоящих из нескольких комбинированных прямоточных жидкостных ракетных двигателей, использующих на этапах атмосферного полета (взлет и посадка) атмосферный воздух в качестве рабочего тела. Основное отличие прямоточных ЖРД от классических ПВРД (прямоточных воздушно-реактивных двигателей) заключалось в том, что если в ПВРД набегающий поток воздуха сначала сжимается за счет кинетической энергии набегающего потока, а затем разогревается при сжигании топлива и выполняет полезную работу, истекая через сопло, то в прямоточном ЖРД воздух разогревается струей ЖРД, помещенного в воздушный тракт прямоточного двигателя. Помимо многорежимности (и возможности работы в безвоздушном пространстве как обычный ЖРД) комбинированный ЖРД на атмосферном участке создает дополнительную тягу за счет возникновения инжекционного эффекта. В качестве топлива предусматривался жидкий водород.
В 1974 году у Гурко возникла новая техническая идея, позволяющая существенно снизить расход топлива за счет размещения в воздушном тракте теплообменника, нагревающего воздух теплом от бортового ядерного реактора. Благодаря такому техническому решению появилась возможность в принципе исключить расход топлива при полете в атмосфере и соответствующие выбросы в атмосферу продуктов сгорания.

 

Б.г.> Вообще, ЯРД с жидкотопливной композицией и центробежной сепарацией, предлагался тогда же, когда и классический с твёрдой зоной, но наши сделали выбор в пользу газофазного, но и его бросили в самом начале.

И правильно сделали.
В воздухе неизбежно будут пары воды. А FLiBe при этих условиях будет гидролизоваться с выносом фтора. И затвердеет.