Плазменный двигатель

Naib> Насколько я вижу их конструкцию - они собираются ОХЛАЖДАТЬ электроды, выполнив их в форме трубок.

Много может быть вариантов. Трубки там во всех мощных обычно присутствуют, совершенно не обязательно для охладителя. Подача рабочего тела, защита проложенных в трубках проводов, и т.п.
И вообще-то я очень сомневаюсь, чтобы на этой конструкции присутствовал какой-то охладитель. Очень уж непрактично.

Naib> Плюс внешняя бронировка (что хорошо, без вопросов).

Не понимаю, что ты имеешь в виду под бронировкой.

Naib> Но локального плавления всё одно не избежать, что приведёт к микродеформациям электродов. А это в свою очередь приведёт к индивидуальному началу КАЖДОГО разряда.

НЯП, вокруг электрода мощных МПД формируют перед разрядом затравочную плазменную "атмосферу", и электродом уже, грубо говоря, выступает она, а не железка. Ну ессно железка-то работает электродом, как иначе-то, но - в итоге в другом режиме.
Там не так, что просто на две железки подали напряжение, и бабахнул разряд. А подача рабочего тела в электроды, предварительные ласки и всё такое.


Naib> Он всё одно импульсный. В импульсе - несколько килоджоулей, которые слетают с батареи конденсаторов. Так что хоть РИТЭГ-ом мощным корми. Но реактор лучше, конечно...

О мощности есть смысл говорить только о средней, импульсная неинтересна вообще никому. Условно, мегаватт импульса при киловатте средней делает такой МПД в корне бессмысленным. Ставь СПД и не морочь людям голову. Магнитоплазменники имеют смысл на мощностях от сотен киловатт. Даже скорее от 500. Потому как на первые сотню и даже три и СПД можно вытянуть. Которые работают в стационарном режиме, достаточно предсказуемы и опыта много. В крайнем случае поставь два-три-десять. Вкусность начинается, если делаешь мегаваттный МПД. Но его кормить надыть.

МПД в сущности имеют одно-единственное чётко выраженное преимущество перед остальными существующими сейчас схемами - мощность единичного двигателя. С ресурсом - вопрос открытый. Может быть, удастся сделать лучше, может быть и нет (во всяком случае, это не проверено). По УИ - нет значимых преимуществ. По тяговому КПД... ну тут не знаю. Вроде как не имеют, скорее даже хуже. Но то раньше было. Хз как сейчас и не поменяется ли в будущем.
Ну может к рабочему телу менее требовательны. Немного. Т.е. вопрос скорее, насколько сильно у них влияет - если влияет - сорт рабочего тела на тяговый КПД.


ЗыСы Насчёт экспериментов с мощными магнитоплазменными ускорителями на газовых смесях ничего не нашёл. На многоатомных газах, к моему удивлению, оказывается, пробовали чуть не в 60-х - на аммиаке. Но про другие упоминаний тоже не встретил. Как и впечатляющих параметров на аммиаке. Кажется, к нему не возвращались в итоге. Но это не точно.

Fakir> И вообще-то я очень сомневаюсь, чтобы на этой конструкции присутствовал какой-то охладитель. Очень уж непрактично.

Ну, "ядерный реактор не показан". А он по любому с охладителем и добавить ещё контур - пуркуа бы и нет..

Naib>> Плюс внешняя бронировка (что хорошо, без вопросов).
Fakir> Не понимаю, что ты имеешь в виду под бронировкой.

Внешний трубчатый стальной кожух. При протекании тока проводники выгибает наружу и разряд потом идёт как попало.

Fakir> НЯП, вокруг электрода мощных МПД формируют перед разрядом затравочную плазменную "атмосферу", и электродом уже, грубо говоря, выступает она, а не железка. Ну ессно железка-то работает электродом, как иначе-то, но - в итоге в другом режиме.

Ты прав, но всё-таки так делают не всегда. Иногда (и даже часто) хватает просто разности потенциалов для поджига дуги.

Fakir> Там не так, что просто на две железки подали напряжение, и бабахнул разряд. А подача рабочего тела в электроды, предварительные ласки и всё такое.


Месье знает толк ... ©
Но в том коротком ролике я не вижу этих резинотехнических изделий. Может не смонтированы. Может ещё о них не додумались.

Fakir> О мощности есть смысл говорить только о средней, импульсная неинтересна вообще никому. Условно, мегаватт импульса при киловатте средней делает такой МПД в корне бессмысленным. Ставь СПД и не морочь людям голову. Магнитоплазменники имеют смысл на мощностях от сотен киловатт. Даже скорее от 500. Потому как на первые сотню и даже три и СПД можно вытянуть. Которые работают в стационарном режиме, достаточно предсказуемы и опыта много. В крайнем случае поставь два-три-десять. Вкусность начинается, если делаешь мегаваттный МПД. Но его кормить надыть.

Ну да... Зависит от частоты импульсов и средней энергопроизводительности устройства.

Fakir> Ну может к рабочему телу менее требовательны. Немного. Т.е. вопрос скорее, насколько сильно у них влияет - если влияет - сорт рабочего тела на тяговый КПД.

ИМХО - меньше влияет и менее требовательны.

Fakir> ЗыСы Насчёт экспериментов с мощными магнитоплазменными ускорителями на газовых смесях ничего не нашёл. На многоатомных газах, к моему удивлению, оказывается, пробовали чуть не в 60-х - на аммиаке. Но про другие упоминаний тоже не встретил. Как и впечатляющих параметров на аммиаке. Кажется, к нему не возвращались в итоге. Но это не точно.

Лично стрелял на воздухе.
Вообще там научная делянка очень интересная и ещё мало топтаная. Даже в плане материаловедения, а уж с нано-маной сколько там наворотить можно...

Naib> Ну, "ядерный реактор не показан". А он по любому с охладителем и добавить ещё контур - пуркуа бы и нет..

Даже на стендах, где это намного проще, ЕМНИС никто не то что не заморачивался, но даже не заикался.
Это и муторно, и не факт что полезно.
А тепловые нагрузки там не то чтоб значимо выше, чем в плазматроне, например. Весь смысл-то именно в том, что разгон в значительной мере нетепловой (хотя и вклад теплового может быть), а, грубо говоря, за счёт магнитной компонентны суммарного давления.


В электродах и так и "провода" (или может даже в полном смысле слова провода, в изоляции), причём разные и много, и подача рабочего тела - туда еще охладитель вкрячивать? Контур охладителя - это же и лишняя электрическая связь, это риски утечек в напряжённом узле (возникнет микротрещина, для электрода это фигня, а охладитель понемногу весь вытечет в вакуум).

Naib> Внешний трубчатый стальной кожух. При протекании тока проводники выгибает наружу и разряд потом идёт как попало.

Если ты имеешь в виду то, о чём я подумал - так у этих систем электродов другой главный смысл. Это всё для формирования хитрой сепаратрисной магнитной поверхности и организации ионного тока.

Naib> Ты прав, но всё-таки так делают не всегда. Иногда (и даже часто) хватает просто разности потенциалов для поджига дуги.

Проблема не в том, что разряд иначе не зажечь (тем более короткоимпульсный, а не хотя бы в квазистационарном режиме миллисекундного импульса). Проблема в том, чтобы разряд поддерживать достаточно долгое время (может мешать замагниченность электронов, еще там что), обеспечивая ионный ток, ну и до кучи чтоб электроды не разрушились при сколько-нибудь длительной работе на значительной мощности.
У ускорителя (особенно двигательного) и компрессора задачи разные.

Naib> Но в том коротком ролике я не вижу этих резинотехнических изделий. Может не смонтированы. Может ещё о них не додумались.

Могут быть не видны, могут быть разные модели - как устройств в целом, так и катодов. Может сумели придумать упрощённый вариант без потери качества (всё-таки мои представления о МПД устарели лет на тридцать). Запросто может быть и несколько сменных вариантов для изучения разных режимов - почему нет.
На видео центральный электрод выглядит на первый взгляд довольно дубово. Даже по геометрии канала отличается от представленного на схеме. Да впрочем, там, кажется, не менее двух вариантов центральных электродов мелькает.

Naib> Лично стрелял на воздухе.

Ну блин, у тебя ж компрессионный режим, а не ускорительный. Ну разные это вещи. И задачи разные, и каналы в оптимуме отличаются, и вообще.
Для компрессора в особенности нужна радиальная составляющая приобретаемой скорости, для ускорителя - осевая.

Naib> Вообще там научная делянка очень интересная и ещё мало топтаная.

Сложность там мозголомная, если о больших мощах говорить. В 80-х под них большую кооперацию собирали, Москва-Харьков-Минск, может еще кто. И на конец Союза работы было еще начать и кончить - даром что сама идея вроде как на первый взгляд простая, и вообще первые прикидки, а может и установки, к 1950-м восходят.
Кстати, что характерно, тогда дело было НЯП без упора на двигательные приложения. Технологические всякие, может для термояда, литографии, и т.д. - а для движка тогда не особо продвигали.

Fakir> Технологические всякие, может для термояда, литографии, и т.д. - а для движка тогда не особо продвигали.

Для литографии применение импульсной установки вряд ли возможно. Для обоих случаев — и ионной имплантации, и ионного травления. Особенно для имплантации — там надо попадать в слои толщиной порядка 50нм, а это автоматом означает очень холодный пучок. На непрерывном-то режиме с этим, считай, полвека мучались, а на импульсном как? Неясно. Голова и хвост импульса обязательно будут по энергии ионов отличаться от середины. И что с ними делать? Механическим затвором отрезать?

Кстати, прогресс чип-камер связан в том числе как раз с повышением разрешения по глубине у установок ионной имплантации — стало возможным делать трёхмерные структуры прямо в подложке, без эпитаксии. Там это критично, поскольку со стороны света должен быть фотодиод максимально возможной площади.

Sandro> Для литографии применение импульсной установки вряд ли возможно. Для обоих случаев — и ионной имплантации, и ионного травления.

Для литографии не ионной, а как источник ВУФ. А может даже рентгена - для этого же плазменные фокусы пихали.

Ионные технологии тоже упоминались ЕМНИС в контексте МПД, но скорее для менее тонкой работы. Там, распыление, нанесение покрытий, чо-т такое.

Bredonosec>> Импульс равен отбрасываемой массе х на придаваемую ей скорость.
Naib> Именно. Природа вещества тут роли не играет. Да, лёгкие атомы попроще разогнать, но это чисто технические проблемы. Тот же ксенон весьма тяжёлый, но - классика для ионников.
он классика по своей полной инертности, при любой температуре он не хочет загрязнять сам двигатель и точно остаётся газом. И не разлагается ни на что от воздействия космических лучей - словом, хранится хорошо тоже.

Bredonosec>> Поскольку запас массы у нас ограничен, нас интересует задача сообщать рабочему телу макс. скорость. Причем, за крайне ограниченную длину активного участка двигла.
Naib> Которая в этом случае решается прилагаемой мощностью. А мощность там очень большая - мегаватты.
Вообще-то полмегаватта. И это важно. Поскольку чем больше мощи, тем быстрее установка поплавится.
И посмотри еще раз на выделенную фразу.

Bredonosec>> Для задач корректировки орбиты, где запасы р.т. по плану минимальны, - согласен, что логичный выбор. Но когда нам надо длительно создавать ускорение и запасы р.т. должны составлять существенную часть массы к.а. - вес оболочки (или топливного элемента) уже роялит значительно меньше.
Naib> Тут ядерный реактор условно не показан. А он всё одно тяжёлый будет.
Naib> В импульсе зависимость от скорости линейная. А в кинетической энергии - квадратичная. Так что энергии надо море. Лучше два.
Не спорю, что энергии надо много. Но на орбитах земли есть море дармовой энергии в виде солнечного света. В отличие от моря дармового рабочего тела.
Это сложно принять, но в космосе немножко наоборот, нежели на земле
Да, реактор тоже можно заюзать, с экранированием, к примеру, топливным баком и расстоянием, но это никак не отменит потребность в большой массе рабочего тела. Потому при ограниченной длине разгона и ограниченной мощности чем легче частица, тем выше уи.

Bredonosec>> ха. Ну так тем более - речь-то в статье о двигателе, об установке, предназначенной автономно работать месяцами, а не испаряться после епрвого же плевка.
Naib> А она у них по любому будет и плавиться и частично испаряться. Плотность мощности большая. Потому я туда уже придумал авторемонт.
Заявляется, что прототип 2400 часов ресурса имеет. И серийный типа еще больше.
А у тебя с накруткой мощности до х мегаватт ресурс выйдет копеечный.

Naib> Посмотри ролик. Там съёмка одного импульса. И там видно как гуляет дуга по электродам. И как выхлоп рассыпается на плазмоиды. В общем - неустойчивость в каждом импульсе. И каждый раз новая.
угу. Но электроды не горят. Потому что мощность скромная.
А уи наоборот.