Программа освоения космоса

 Не совсем демонстратора, некой действующей системы, пусть маломощной, но недорогой. Вы же знаете возражение Старого "нет аэрокосмических систем потому что они невыгодны".

 Потом как испытывать ГПВРД для реального изделия? Каждый раз тратить ракету на разгон аппарата вроде Х-43, только больше, разумеется? Испытаний-то, возможно, нужны сотни.

Маломощные недорогими не бывают Cоздание прототипа, как Х-33 для Venture Star? - Возможно.



Компьютерное моделирование, испытания в аэродинамических трубах и максимум 3 - 5 пусков для натурных испытаний, я полагаю.

Возражение Старого известно и имеет ценность, но не абсолютно. Например, если аэрокосмические системы не невыгодны, а слишком сложны (т.е. проблемы не экономические, а технические), то их тоже нет, соответственно, из одного факта, что систем нет, нельзя однозначно понять причину.

Не получится по самой идее таких систем - двигатель должен иметь "самолётную надёжность", а это - натурные испытания.
 В идеале надо строить АКС без ГПВРД, а затем дооснащать его ГПВРД и на нём же испытывать. А до того можно запускать с прототипа меньшую ПН.

 Да невелика сложность, просто для доставки ядерного заряда они были не нужны. Потому и не разрабатывались.
 К примеру, что может быть сложнее и, скажем так, "более бредово" чем ПЛАРБ (не забывайте про подводный старт).

Да, кстати, если не об очень личном - почему в свое время ЦАГИ не озаботилось заняться этими вопросами, когда Вы там работали?

К сожалению ГПВРД (т.е. прямоточный двигатель) дает выигрыш в массе/мощности только в том случае когда он ИНТЕГРИРОВАН в конструкцию. Кроме того МАСШТАБНЫЕ испытания ПВРД безсмысленны - каждая конструкция ПВРД уникальна. А посему...сами понимаете

Ник

Народ, давайте пойдем малыми шагами. Для начала облетаем вторую ступень, благо прототип уже есть - Х-33. А для ее облета сделаем вертикально стартующую конструкцию из двух идентичных по размеру ступеней - Х-33 и Х-33-К. Тяга первой чуть меньше веса, тяга второй - вдвое больше (ну и, конечно, кислород-керосин позволяет нести втрое больше топлива). Сопряжены 'по днищам'. А дальше... совершенно как Энергия-2 . - разгон на бустере, выход на орбиту на своем топливе. Ну да, ПН будет раза в два меньше чем у АКС окончательного вида... но все равно ж будте больше чем у существующих систем .

После того как показана возможность полетов полностью многоразовой ракетной системы можно пробивать СтарЛайнер. Как более экономичную и удобную первую ступень, как межконтинентальный транспорт и т.д.

Дело в том, что, в принципе, это тематика не ЦАГИ, а ЦИАМ. Хотя в одном из отделений ЦАГИ подобные работы велись сначала с немцами, как одно из возможных направлений развития программы Зенгер, а затем что-то делалось для американцев. Какие-то результаты были получены, но, видимо, до серьзных дел не дошло. Французы собирались подключаться (рассматривались ракетные пуски аппарата с ГПВРД на M = 12 - 13), но этого не произошло. А затем немцы свернули работы, потом лидер этого направления уехал в Европу, и, видимо, все в ЦАГИ практически заглохло. Но, может, в Германии он что-нибудь сделает.

Долго и дорого. Можно не дойти, я думаю

Может это и так ( никогда не конструировал ПВРД ), однако, я думаю, что это утверждение страдает излишней категоричностью. Иначе, зачем вообще понадобились испытания скрэмджета на малоразмерном X-43? Да и теория ПВРД известна уже лет 70. Так можно и про испытания моделей в аэродинамических трубах говорить - так как натурные числа Рейнольдса в них не моделируются, то и испытывать модели там незачем.

Речь идёт о демонстрации эффективности самого подхода. Уже старт с 30 км + 1 км/с даёт выигрыш в массе ПН (для ракетной части) в 2.5—3 раза.
Пусть носитель под ГПВРД надо будет существенно переделать, важно что "пойдёт движение в этом направлении".

Сейчас же просто ничего нет, кроме Пегаса, который "для вспомогательных целей".

Чтение соседних топиков на форуме про астероиды и всякие особенные спутники естественным образом заставили меня попытаться перевести все эти, в лучшем случае, полуфилологические упражнения на инженерный язык. И вот, в результате в первом приближении родилось предложение о захвате Землей кометы. Под захватом подразумевается выведение небольшой (массой 10⁹ – 10¹⁰ тонн) молодой и крепкой ( «ядреной» ) короткопериодической кометы на орбиту спутника Земли только с помощью коррекций ее траектории и серии пертурбационных маневров в гравитационных полях некоторых небесных тел.

Как мне представляется, сценарий захвата кометы может быть следующим:
1. Исходная траектория такой кометы близка к траектории возвращения марсианского корабля по несимметричной траектории. Как известно, минимальная скорость его подлета к Земле после пертурбационного маневра у Венеры составляет 12.2 км/с (гиперболический избыток скорости, то есть ее скорость относительно Земли на местной бесконечности, составит, примерно, 4.8 км/с). После первого пролета Венеры у кометы могут быть близкие параметры траектории.
2. После второго пролета Венеры комету можно перевести на траекторию, близкую к траектории гомановского перелета от Венеры к Земле (скорость подлета к Земле 11.5 км/с, гиперболический избыток скорости – 2.5 км/с).
3. Если гиперболический избыток скорости кометы у Земли составит 3 км/с, то последовательный пролет Земли на расстоянии примерно 285 тысяч километров и Луны на расстоянии около 1 тысячи километров от ее поверхности может уменьшить его до 1 км/с практически без изменения направления гелиоцентрической траектории кометы. Таким образом, можно будет поднять перигелий ее орбиты практически без изменения афелия, и приблизить ее орбиту к орбите Земли так, что при повторном проходе гиперболический избыток скорости кометы практически сохранится.
4. Так что после нового ее прилета в грависферу Земли и пролета у Луны на расстоянии, скажем, около 1.5 тысячи километров комета потеряет еще 1.2 км/с скорости (при тесном облете Луны максимально можно снизить геоцентрическую скорость почти на 1.7 км/с), и ее скорость относительно Земли окажется эллиптической. Комета станет спутником Земли. Таким образом, все, вроде бы, может быть увязано, да и пролет мимо Земли будет вполне безопасен из-за большого минимального расстояния до ее поверхности.

Для коррекции траектории кометы, естественно использовать самые мощные источники энергии, имеющиеся в наличии, то есть термоядерные заряды большой мощности, с помощью пенетраторов заглубленные в тело кометы. По первым грубым оценкам получаются достаточно приемлемые мощности этих зарядов, что-то вроде "Кузькиной матери". Ориентировать направление выброса вещества при взрыве надо выбором момента его осуществления. Один сверхмощный взрыв можно заменить на серию взрывов послабее. Если комета слишком быстро вращается одновременно в двух плоскостях, можно предварительно остановить одно из вращений боковым взрывом или парой таких взрывов, одновременно произведенных на разных концах кометы.

Комета, выведенная на орбиту спутника Земли должна стать основным источником получения дешевого рабочего тела – водорода для межорбитальных операций. Представляется, что подобный захват кометы может быть осуществлен в рамках описываемой среднесрочной программы освоения космоса. В дальнейшем аналогичным образом можно захватить и некоторые наиболее интересные для переработки астероиды. Кроме того, реализация этого проекта окажется натурной отработкой противоастероидной обороны Земли, если таковая будет признана целесообразной.

Правда, есть, видимо, еще одна проблема. Не придется ли укрывать поверхность кометы, когда она окажется на околоземной орбите, тонкой отражающей пленкой? Или увеличивать ее альбедо иными способами?

 
 Streamflow, а кто вам сказал, что комета вообще "крепкая" — молодая она или старая?
 Я думаю, если рвануть мощную бомбу на поверхности "ледяного астероида" — он разлетится к чертям и вы получите новый прекрасный источник метеорных дождей (или чего побольше).

Куски льда имеют обыкновение смерзаться, особенно при колебаниях температуры, что происходит при сближениях с Солнцем и удалениях комет от него. Но, конечно, информация о прочности ядер комет, если она имеется, небезинтересна для дальнейшего развития этой идеи.



Прежде, чем реализовывать подобный захват, стоило бы провести на ядре кометы эксперимент с подрывом серии термоядерных зарядов возрастающей мощности

Да, и под это получить соответствующее финансирование.

Ну, если ядро кометы не выдержит поцелуя "Кузькиной матери", то так тому и быть. Можно и ограничить свои запросы - брать не сразу, а частями Отломить термоядерным зарядом кусочек кометы массой порядка 10⁶ тонн, и работать с ним уже гораздо нежнее. Дополнительным преимуществом его будет, видимо, то, что он окажется намного белее исходного ядра кометы, и его не придется закутывать в светоотражающую пленку. Небольшими зарядами можно и обколоть кусок для улучшения его формы. При такой массе куска корректирующий импульс в 10 м/с за 10⁴ с произведет двигательная установка с тягой в 1 МН, что не является чем-либо необычным.

Двигателей должно быть, как минимум, 2, чтобы сначала остановить все ненужные вращения куска ядра кометы, оставив только вращение вокруг одной оси для его стабилизации. Затем двигатели можно переместить в подходяшее место куска и время от времени включать для коррекции его траектории. Двигатели могут быть как ядерными, так и просто водородно-кислородными. При удельном импульсе порядка 5 км/с расход рабочего тела будет порядка 200 кг/с, то есть за 10⁴ с при коррекции его будет израсходовано порядка 2000 т. После этого рабочее тело можно снова постепенно готовить для следующей коррекции. Я думаю, что масса такого оборудования по порядку составит 10² тонн или несколько больше, что выглядит достаточно приемлемо. При этом на околоземную орбиту может быть доставлено порядка 10⁵ т водорода. На какое-то время этого количества должно хватить, а там можно захватить и другой кусок ядра

 Streamflow вот идейка по охлаждению или замораживанию водорода в баке.
 Всё очень просто, подаётся избыточное давление в бак изотермическим способом (долго поднимается давление), потом адиабатически (быстро) оно сбрасывается. Температура водорода падает, а так как разница в температуре твёрдой и жидкой фазы невелика, возможно и замерзает.
 Вы не знаете где посмотреть данные по теплоёмкости жидкого водорода и т. п.? Можно было бы прикинуть что к чему.

 Далее, все преимущества такой схемы орбитального буксира как у вас держатся на одном обстоятельстве — рабочее тело и есть "холодильник" реактора.
 Мне кажется, вы забыли про ещё один "холодильник" — сам МГД-генератор. После МГД-гернератора его рабочее тело остывает, и можно пропустить это рабочее тело ещё раз через реактор, и снова снять часть энергии в виде электричества.
 При этом, наверно, надо использовать вспомогательное рабочее тело, которое не расходуется, от него тепло потом передаётся основному рабочему телу, которое далее доразогревается в реакторе и ускоряется электрическим способом.

Да, но при адиабатическом сбрасывании давления бОльшая часть водорода, как я понимаю, вылетает наружу. Мне кажется, особо изобретать способы охлаждения водорода нет необходимости, так как это давно уже делается.



"Справочник химика", т. 2, "Физико-химические свойства веществ", Л-М, 1963 http://www.chemport.ru/?cid=34 , насколько я помню.




Ничего я не забыл. Отбор части энтальпии у охладителя (и не только с помощью МГД-генератора) для производства полезной работы - неотъемлемый элемент процесса в любом синергетическом двигателе.



Можно использовать вспомогательное рабочее тело, а можно - и основное.

В данном случае, мне кажется, есть резон рассмотреть возможности простого (относительно) охлаждения в космосе, способы есть, но они "стационарные".

Наружу чему-то вылетать необязательно, надо только быстро расширить рабочее тело так, чтобы оно отдало энергию в механическом виде. (Сильфон такой сделать, например.) Причём, тут разница в температурах мала, так что "очень большого" расширения не нужно.
Идея в том, чтобы сделать всё это в том же топливном баке, где хранится водород, а не ставить некую дополнительную установку.

Данное намерение вполне разделяю , однако для его реализации, по-видимому, требуется серьезное знакомство с термодинамическими свойствами водорода при низких (порядка 20 К) температурах и существующими, пусть даже и "стационарными" способами его охлаждения.

В связи с этим напоминаю (в том числе и самому себе) об эффекте Джоуля-Томсона - уменьшении температуры газа при продавливании его через пористую перегородку. Температура верхней точки инверсии, когда газ в этом процессе начинает охлаждаться, для водорода составляет 205 К. Оценка температуры нижней точки инверсии по уравнению Ван-дер-Ваальса - (3/4)*33 К = 25 К, однако, возможно, в реальности она и ниже температуры кипения, что было бы хорошо ( см. http://edu.ioffe.ru/register/?doc=thermodi...namics/3.tex#s7 )

Это сообщение заставило меня вернуться к проблеме размещения отработанного ядерного топлива:

Streamflow, 24.12.2003 16:57:35:

Это сообщение заставило меня вернуться к проблеме размещения отработанного ядерного топлива:

КТО ВИДИТ СТРАНУ ЯДЕРНОЙ СВАЛКОЙ

// 2003.novayagazeta.ru

 

 

"По данным «Экозащиты», средняя цена за утилизацию килограмма ядерных отходов — тысяча долларов"

А Вы с этой группы «Экозащита» питались связаться?

Димитър, 24.12.2003 19:24:25 :

"По данным «Экозащиты», средняя цена за утилизацию килограмма ядерных отходов — тысяча долларов"

А Вы с этой группы «Экозащита» питались связаться?

 

Пока нет. Я, вообще, жду, когда гора пойдет к Магомету

Димитър, 24.12.2003 19:24:25:

А Вы с этой группы «Экозащита» питались связаться?

 

Посмотрел я на их сайт , и решил не связываться Другая крайность.