Двигатель орбитального маневрирования

Naib> Топливная пара – водород/кислород. ТНА нет, подача газобаллонная из баллонов с рабочим давлением 400-500 атм.

Отдалённо смахивает на двигатели малой тяги для Сандасера

Naib>> Топливная пара – водород/кислород. ТНА нет, подача газобаллонная из баллонов с рабочим давлением 400-500 атм.
zaitcev> Отдалённо смахивает на двигатели малой тяги для Сандасера
zaitcev> Dynetics - Bigelow Aerospace Sundancer Forward Propulsion System

Почему бы и нет?

Впрочем, для данного аппарата тяга ожидается достаточно приличная. Как минимум сотни килограмм.

Для малой тяги, когда запас рабочего тела важнее энергетики, я бы думал в сторону магнитоплазменных компрессоров, несмотря на их фундаментальные недостатки.
Для совсем малой тяги - ионники.

Дохлый вариант, бак водорода чрезвычайно большой, и крайне тяжелый, да и кислородный тоже не легкий, посему никаких преимуществ не будет, наоборот, и высокий импульс не спасет, да и разложение воды не быстрое, тепло жидкого натрия некуда сбрасывать, плюс лишний вес, проще газом охлаждать, но толку

Naib> Что ожидается от такого двигателя.
Naib> 1 Максимально возможный для топливной пары УИ.

Смешно, ага. "Максимально возможный"!

В 50 килограммовом баллоне будет храниться 500 граммов водорода.

Прямо censored какой censored УИ получится!!!

У меня есть гораздо более гораздый вариант: хранить в лёгком ведре воду.
И просто выпускать из сопла холодный водяной пар.
УИ будет 100 — всего в 4 раза меньше, чем от огненного водорода с кислородом.
Зато двигатель и бак будут весить ничтожно мало.

Xan> В 50 килограммовом баллоне будет храниться 500 граммов водорода.

Юный падаван! Сейчас есть металлопластиковые баллоны сверхвысокого давления.
Хотя бы такие как здесь:

И это далеко не предел. Думаю, что ёмкость можно увеличить раза в 4-5, а то и больше.
И, да, скажу как физику: газы при охлаждении сжимаются. Получить минус 20-30 градусов небольшая проблема, но уже существенная помощь.

Xan> У меня есть гораздо более гораздый вариант: хранить в лёгком ведре воду.
Xan> И просто выпускать из сопла холодный водяной пар.
Xan> УИ будет 100 — всего в 4 раза меньше, чем от огненного водорода с кислородом.

Кнудсеновские движки? Ну... можно, конечно. Только тяга у них никакая, а расход РТ большой. МПК мне больше нравятся.

Xan>> В 50 килограммовом баллоне будет храниться 500 граммов водорода.
Naib> Юный падаван! Сейчас есть металлопластиковые баллоны сверхвысокого давления.

Не останавливайся.
Приведи их конкретные характеристики.
Посчитай, каков будет УИ у всей системы.
Сравни с УИ ведра с водой.
Не стесняйся!

Xan> Посчитай, каков будет УИ у всей системы.
Xan> Сравни с УИ ведра с водой.


В УИ теперь входит масса всей ДУ с топливными баками?

Xan>> Посчитай, каков будет УИ у всей системы.
Xan>> Сравни с УИ ведра с водой.
Naib> В УИ теперь входит масса всей ДУ с топливными баками?

Слив засчитан.

Xan> Слив засчитан.

Нет, Хап. Я твой слив пока не засчитываю.

"Уде́льный и́мпульс — характеристика реактивного двигателя, равная отношению создаваемого им импульса (количества движения) к расходу топлива (обычно массовому, но может соотноситься и, например, с весом или объёмом топлива)."

Итак, где тут масса всей установки с запасом топлива? Или опять под УИ понималось что-то иное, типа приращения ХС?

C

Изобретатель всегда рад упоминанию своего изобретения третьими лицами.

Naib> ...блоков для полётов на высокие орбиты (типа многоразовой 4 ступени).

Коллега на День космонавтики принес магнитофонную запись новогоднего тоста С.П.Королева.
Последний Новый год.
Говорил он для себя, ставил задачи себе, понятным для себя языком.
Ценtральным для него была Орбитальная станция массой в "десятки тонн".
Были еще задачи. мне особенно запомнилось, что после трeхместного пилотируемого аппарата (наверное имелся ввиду "Союз" и унифицированного с ним транспортного аппарата ( по моему его назвали "Прогрес") С.П. Королев следующей ставил задачу телеоператора.
"Который как портовый буксир будет разводить кораbли и спутники по своим орбитам, а затем собирать их.

Naib> Топливная пара – водород/кислород. ТНА нет, подача газобаллонная из баллонов с рабочим давлением 400-500 атм. Охлаждения КС нет (камера изготовлена из тугоплавкой керамики)

Вот в этом месте Naib
Уходит от простой идеи Королева (ОДУ Салюта, Союза, Прогресса и телеоператора AT+NDMG), а приближает читателей к изобретению, соавтором которого является Памятливый45 и идет дальше...

Мог бы идти, если бы четко указал что электролизер, источник элеkтроэнергии и запас воды - находятся на
Орбитальной станции (пилотируемой или беспилотной), а баллоны с газообразными компонентами топлива - на телеоператоре.

Naib> Что ожидается от такого двигателя.

0 - экологичность
Naib> 1 Максимально возможный для топливной пары УИ.
Это не цель. Цель -при заданной начальной тяговооруженности, рабочей температуре у стенки сопла, которую выдержит материал, при заданном совершенстве баллонов, изготавливаемых для ракетной отрасли и по экспериментально проверенной удельной
массе "юбки"сопла

Рассчитать параметры двигательной установки:
соотношение компонентов топлива с учетом затрат на водородную завесу,
Степень расширения сопла
Заввисимость тяги двигателя от степени опорожнения баллонов итп "

Naib> 2 Простота и как следствие очень высокая надёжность
Naib> 3 Неограниченное количество перезаправок на орбите.

"Это девeчьи мечты" (из маевского анегдота прo многочлен)

Naib> Упрощённый расчёт показывает

Начнете считать.
-
Naib> Понятно, что сейчас такой аппарат не нужен, но в перспективе - почему бы и нет.

Такой аппарат нужен был сразу после Прогресса.
Сегдня на нем мoжно реальные бабки делать.

Xan>> Слив засчитан.
Naib> Нет, Хап. Я твой слив пока не засчитываю.

Мне кажется, ты незнаком с зачинателем этого треда.
И даже название треда не помнишь.

Речь идёт о двигательной установке.

Вот у дома меня есть фотонный двигатель.
На двух батарейках АА работает.
УИ у него, как и положено фотонному, 30000000.
Как думаешь, почему его в космосе не используют?

Naib>> Топливная пара – водород/кислород. ТНА нет, подача газобаллонная из баллонов с рабочим давлением 400-500 атм.

zaitcev> Отдалённо смахивает на двигатели малой тяги для Сандасера

Кстати, кроме Бигловской машинки, аналогичная пара предложена для ULA ACES на замену ступени Centaur. Там эта ДУ входит в систему IVF, чтобы избавиться от гидразина. Всё равно газообразные водород и кислород постоянно приходится стравливать, стало быть зачем добру пропадать? Их будут жечь в двигателях малой тяги. Прилагаю вырезку из доклада Джонатана Барра на конгрессе AIAA 2015 г.

Xan> И просто выпускать из сопла холодный водяной пар.
Xan> УИ будет 100 — всего в 4 раза меньше, чем от огненного водорода с кислородом.

А если пар подогреть, солнечным рефлектором, до 1000-2000 С, можно приблизиться к "водороду с кислородом".

hsm> А если пар подогреть, солнечным рефлектором, до 1000-2000 С, можно приблизиться к "водороду с кислородом".

Это можно вместо воды взять водород, а греть его можно даже сильнее, чем в ядерном реакторе. Потому что часть ограничений по безопасности отпадёт.
И получить УИ лучше, чем в лучших тепловых ядерных.

Ну, зеркалом рулить надо будет.
Ну, Земля временами будет тень бросать.
Ну, неторопливо между орбитами ползать.

Зато можно заодно мёртвые спутники собирать и топить.
Вывез новый спутник на геостационарную, а старый зацепил и — бульк!

hsm> А если пар подогреть, солнечным рефлектором, до 1000-2000 С, можно приблизиться к "водороду с кислородом".

Не можно.
У кислород-водородных двигателей температура например 2300 К.

А чтобы остудить камеру до такой температуры - практикуется избыток водорода.
А при избытке водорода снижается молекулярная масса продуктов сгорания.
Кипятком выше 200секунд УИ не поднять.
А удельная площадь рефлектора поднимет удельную массу двигателя.

Xan> Вот у дома меня есть фотонный двигатель.
Xan> На двух батарейках АА работает.
Xan> УИ у него, как и положено фотонному, 30000000.
Xan> Как думаешь, почему его в космосе не используют?

Исключительно потому, что Хап зажилил аццкий фонарик, излучающий граммы света.

Xan> Зато можно заодно мёртвые спутники собирать и топить.
Xan> Вывез новый спутник на геостационарную, а старый зацепил и — бульк!

О бозе мой...

Всё бы им топить и с орбиты в океан "бульк". Чинить их надо. Там большая часть устройств даже у первых спутников ещё вполне работоспособна. Заменить аккумы, микросхемы, часть солнечных батарей, заправить топливом или прицепить ионник - и пусть себе летает дальше.

Xan>> Как думаешь, почему его в космосе не используют?
Naib> Исключительно потому, что Хап зажилил аццкий фонарик, излучающий граммы света.

В "Приключениях Электроника" Велтистова есть задачка - посчитать, сколько стоит грамм света. Расчёт не радует, особенно, фотонных звездолётчиков...

Б.г.> В "Приключениях Электроника" Велтистова есть задачка - посчитать, сколько стоит грамм света. Расчёт не радует, особенно, фотонных звездолётчиков...

Лучший фонарик на литиевых батарейках имеет ХС около 2 мм/с.

Xan> Лучший фонарик на литиевых батарейках имеет ХС около 2 мм/с.
Неужто? Я думал, в тысячи раз меньше!

Б.г.>> В "Приключениях Электроника" Велтистова есть задачка - посчитать, сколько стоит грамм света. Расчёт не радует, особенно, фотонных звездолётчиков...
Xan> Лучший фонарик на литиевых батарейках имеет ХС около 2 мм/с.

Интересно.
Я посчитал, так получается примерно в 6 раз меньше. То есть величина вполне измеримая.
Батарея - 600 Вт*ч/кг

Naib> Я посчитал, так получается примерно в 6 раз меньше. То есть величина вполне измеримая.
Naib> Батарея - 600 Вт*ч/кг

Где такие батарейки продаются?
Хочу!
Мне для работы надо.

Panasonic NCR18650B 3.6 Volt 18650 Battery 3400 mAh
Typical Capacity: 3250 mAh
Nominal Voltage 3.6 V
Weight 47g

3.6 * 3.25 / 0.047 = 249 Вт*ч/кг = 896000 Дж

896000 / 300000000 = 0.003 м/с

В качестве лампочки можно использовать инфракрасный лазер, уже много лет назад у них КПД лучше 65%.
А лишнее тепло излучать и тоже отражать назад.
Собсна, можно просто нихромовую спираль и рефлектор.