Межпланетные полеты

[KBH-I]

... Каждый килограмм в космосе - это тонны сгоревшего топлива при подъеме в космос. Поэтому любой более эффективный двигатель для дальних полетов нужен и выгоден уже прямо сейчас.

Вообще-то да. Но пока поднимешь КА сдаже с ионным движком - он уже станет золотым. Какие тут могут быть коммерческие полёты?

Я думаю, что мы сейчас в начале очередного витка по гонке в освоении космоса. Только уже коммерческого. Кто первый докажет, что он может извлекать выгоду из освоения космоса, тот и снимет все сливки.

Я тоже так думаю. Только пожалуй пиндосы нас и тут опередят: они быстрее придумают, на чём там наверху бобло сделать, тем более что у них законы к раскрутке с нуля больше подходят. А то и наших власть имущих купят с потрохами, чтоб нас туда не пущали.
Отсюда мораль: наших правителей хоть золотом осыпь - бесполезно, всё равно всё проср#т, как и раньше.

[Rokl]

На орбите висит космонавт в скафандре общим весом 200 кг. У него есть шары для боулинга, два массой 5 кг, и один массой 10 кг. По условиям задачи космонавт может отшвырнуть от себя либо два шара по 5 кг со скоростью 20 м/с, либо один шар массой 10 кг с той же скоростью. Какую скорость приобретет космонавт и будет ли она отличаться в первом и втором случае?
(Обычная задача на школьный курс физики)

Вы не корректно ставите условие задачи, т.к. предполагаете, что шары сделаны из одного материала и соответственно в ранец космонавта влезают либо 2 шара по 5кг, либо один большой шар 10 кг.
Тяжело вам понять, что если шары массой 5 и 10 кг сделаны из разных материалов разной плотности(алюминий и свинец...или гелий и ксенон), а не из одинаковых. И по объёму 2 шара по 10 кг займут место в ранце космонавта такое же, как и 2 шара по 5 кг (вы же в курсе, что газы сжимаются одинаково, не зависимо от химического состава).
Получается, что космонавту выгодней засунуть в ранец 2 шара по 10 кг(объем ранца(КА) не резиновый), вместо 2х шаров по 5кг, занимающих тотже объем. Тем более космонавту по условию задачи можно отшвырнуть сразу 2 шара с одинаковой силой. В результате космонавт, простой заменой в ранце легких шаров на тяжелые, выигрывает в скорости ровно в 2 раза при соблюдении первоначального объема ранца скафандра.
Эту мысль я и пытаюсь который раз до вас довести.

...А вот массовый расход РТ в секунду может быть одинаковым, и, при условии одинаковой скорости истечения струи, тяга двигателя на гелии и на тетрафториде урана будет абсолютно одинаковой..

Если струя РТ одинаковая, и в один момент времени через сопло проходит одинаковое количество молекул или легкого РТ, или тяжелого РТ, то массовый расход РТ в секунду будет разный , или струя с легким РТ должна быть "толще" А т.к. двигатель ЭРД расчитан на определенную толщину струи РТ, то массовый расход РТ будет разный в единицу времени с разными по массе РТ.

[Rokl]

... Простенький автомат для подачи тонкой проволоки в электрическую дугу, и вот нам готовый источник горячих ионов. осталось их отделить от электронов, сжать, сфокусировать и выстрелить в нужном направлении. Ах да, на выходе вмешать в поток электроны обратно....

Зачем так сложно? Электроны нужно выстреливать в противоположную движению КА сторону. Этим вы сразу убьете 2 зайцев, даже 3.
1 заяц...сильно упрощается ЭРД ( не нужно вмешивать паразитпые электроны). Т.к. масса электронов меньше одного процента от массы ядра, то тяга ЭРД практически не уменьшится.
2 заяц...отпадает надобность в двигателе коррекции курса. Достаточно пучек электронов отклонять на необходимый угол от вертикали и КА получит боковой импульс в нужную сторону.
3 заяц...электроны вылетевшие с огромными скоростями вперед по курсу КА можно использовать в качестве сонара для обнаружения препятствий по курсу КА и своевременной коррекции курса КА.

... Тетрафторид урана вам в помощь) Тоже газ, и оччччень тяжелый

Тетрафторид урана в принципе бессмыслено использовать, т.к. он развалится при ионизации на -фтор и +уран т.е. вы не электроны и атомные ядра получите, а два атомных ядра, разлетающиеся в противоположные стороны.
Использовать нужно только химически чистые элементы. Лучше всего бы подошел криптон, самый тяжелый инертный газ, но он радиоактивный и потому не годный, как и Тетрафторид урана.

[Tolmi]

Вы не корректно ставите условие задачи, т.к. предполагаете, что шары сделаны из одного материала и соответственно в ранец космонавта влезают либо 2 шара по 5кг, либо один большой шар 10 кг.
Тяжело вам понять, что если шары массой 5 и 10 кг сделаны из разных материалов разной плотности(алюминий и свинец...или гелий и ксенон), а не из одинаковых. И по объёму 2 шара по 10 кг займут место в ранце космонавта такое же, как и 2 шара по 5 кг (вы же в курсе, что газы сжимаются одинаково, не зависимо от химического состава).
Получается, что космонавту выгодней засунуть в ранец 2 шара по 10 кг(объем ранца(КА) не резиновый), вместо 2х шаров по 5кг, занимающих тотже объем. Тем более космонавту по условию задачи можно отшвырнуть сразу 2 шара с одинаковой силой. В результате космонавт, простой заменой в ранце легких шаров на тяжелые, выигрывает в скорости ровно в 2 раза при соблюдении первоначального объема ранца скафандра.
Эту мысль я и пытаюсь который раз до вас довести.

В школу, и учиться, учиться, учиться.

[Rokl]

Эту мысль я и пытаюсь который раз до вас довести.

В школу...

Здравый смысл в рассуждениях пациента отсутствует. Хотя был момент просветления:

Объем - да, у них может быть разная плотность...

Но он быстро угас.
Осталась только распальцовка в 3 руки.
Клиника, однако.

[Tolmi]

Клиника, однако.

Стою на асфальте, в лыжи обутый (с)

Показал я этот тред человеку, чьему мнению я в этом вопросе полностью доверяю. Он конечно, посмеялся со всех спорщиков, и с меня тоже, с моими идеями насчёт того, что подойдет любое вещество.
Его вердикт в отношении рабочего тела для ЭРД большой мощности - все щелочные металлы, начиная с цезия (самый эффективный), и заканчивая обыкновенным натрием (которого много и он дешевый). У них очень низкая энергия ионизации, по сравнению с другими веществами, особенно в сравнении с инертными газами. А чем ниже энергия ионизации, тем меньше потери энергии и выше КПД двигателя. А то, что выбор тяжелых инертных газов для нынешних ЭРД связан исключительно с трудностями точно дозировать расход РТ миллиграммами в час, я угадал правильно. Оказывается, это архисложная инженерная задача.

Это он и просил сюда написать, что я и делаю.


PS Да, и Rokl всё же должен постараться освоить школьный курс физики.

[Cheba]

Зачем так сложно? Электроны нужно выстреливать в противоположную движению КА сторону. Этим вы сразу убьете 2 зайцев, даже 3.
1 заяц...сильно упрощается ЭРД ( не нужно вмешивать паразитпые электроны). Т.к. масса электронов меньше одного процента от массы ядра, то тяга ЭРД практически не уменьшится.
2 заяц...отпадает надобность в двигателе коррекции курса. Достаточно пучек электронов отклонять на необходимый угол от вертикали и КА получит боковой импульс в нужную сторону.
3 заяц...электроны вылетевшие с огромными скоростями вперед по курсу КА можно использовать в

Это ничего, что два пучка заряженных частиц будут притягиваться друг к другу с бешеной силой? пункты 2 и 3 никогда не заработают
А если заряд ионов на выходе не компенсировать, корпус КА моментально окажется под громадным напряжением. Почитайте про неудачные испытания ЭРД американцами в 1969 кажется году. Они из-за этого как раз и потеряли КА.

Использовать нужно только химически чистые элементы. Лучше всего бы подошел криптон, самый тяжелый инертный газ, но он радиоактивный и потому не годный, как и Тетрафторид урана.

То, что он радиоактивный, ни на что особо не влияет. Это ничего, что рядом будет работать мегаваттный ядерный реактор ?
Можно сделать одноконтурное охлаждение реактора на жидком/парообразном натрии, и его же использовать в качестве рабочего тела. Когда охладитель, он же рабочее тело, заканчивается, миссия КА заканчивается эффектным феерверком

[Rokl]

Это ничего, что два пучка заряженных частиц будут притягиваться друг к другу с бешеной силой?

Это ничего...они притягиваются на атомарном расстоянии потому и нужна ионизация, позволяющая преодолеть силу притяжения электронов и ядер, а дальше, как в электронной лампе, электроны полетят на анод(вперед по курсу), а атомные ядра на катод в реактивную струю ЭРД).

пункты 2 и 3 никогда не заработают

А что так? В чем противоречие? Вполне нормальное решение утилизации паразитных электронов.

То, что он радиоактивный, ни на что особо не влияет. Это ничего, что рядом будет работать мегаваттный ядерный реактор ? .

Во-первых его можно расположить наиболее рационально и удаленно, во-вторых можно использовать экран. Втретьих вообще при ядерном реакторе не удасться использовать мощные ЭРД в принципе из за высокого уровня ионизирующего излучения. Ведь такой тандем ещё ни кто не проверял в действии.

[Cheba]

Ну ок, мне лень, как Tolmi спорить и что-то доказывать. Однако почитайте для интереса про американский SERT-2 1970 года. И про проблемы, приключившиеся с SERT-1
Да, а ещё там, выделяю специально для Murlock, в качестве РТ использовалась ртуть

[Tolmi]

Ну ок, мне лень, как Tolmi спорить и что-то доказывать.

Да мне тоже уже надоело.
Тем более, что в самой научной среде, похоже, на этот счёт тоже нет единодушия. Очень познавательная научная статья, кстати, всем интересующимся очень рекомендую внимательно прочесть.

[Rokl]

Тем более, что в самой научной среде, похоже, на этот счёт тоже нет единодушия. Очень познавательная научная статья, кстати, всем интересующимся очень рекомендую внимательно прочесть.

Интересная статья.Познавательная.
особенно вот это место:

То есть, проектные характеристики лабораторной модели ионного двигателя ИД
-300, совпадают с реальными характеристиками давно действующего штатного
двигателя NSTAR, также работающего на ксеноне. Это означает, что удельный
импульс ИД-300 при использовании аргона, получен в два с лишним раза выше,
чем у NSTAR, работающего на ксеноне.Этого не может быть.

Что не может быть? Того, что чем легче РТ, тем удельный импульс выше или не может быть в 2 с лишним раза выше, а в 2 раза может?
Или вообще такого не может быть? Как вы мне доказывали.

Разяснение вопроса от вас будет?
Или просто в школу всем, кто ИД-300 разрабатывает?

И ещё моментик интересный:
Как там ваш знакомый говорил:

Его вердикт в отношении рабочего тела для ЭРД большой мощности - все щелочные металлы, начиная с цезия (самый эффективный), и заканчивая обыкновенным натрием (которого много и он дешевый). У них очень низкая энергия ионизации, по сравнению с другими веществами, особенно в сравнении с инертными газами. А чем ниже энергия ионизации, тем меньше потери энергии и выше КПД двигателя.

А вот что говорят авторы статьи:

Литий по инициативе НИИТП и НПО"Энергия" считался на протяжении почти 30
лет основным рабочим телом в ЭРД. С нашей точки зрения это явилось
серьёзной ошибкой, которая затормозила и усложнила экспериментальное и
теоретическое изучение процессов в МПДУ и разработку на их основе мощных
ЭРД..

Не хило так...разбежался об забор...
Судя по тому, что в России только лабораторные модели, а в США ионники такого класса летают годами в космосе, авторы статьи правы, а не ваш многоуважаемый знакомый.

[Tolmi]

Судя по тому, что в России только лабораторные модели, а в США ионники такого класса летают годами в космосе, авторы статьи правы, а не ваш многоуважаемый знакомый.

Мой знакомый лысину заработал на изучении нестационарных процессов в плазменных генераторах, я склонен ему верить. В отношении плазмы, а вот когда он начинает хвалить свои Жигули, я начинаю ржать во весь голос. Впрочем, он привык и не обижается.
В этой статье я нашел, кажется, тот аспект, который и я, как обычный форумный теоретик, и он, как кабинетный ученый, полностью упустили из виду - то, что из-за неполной компенсации зарядов КА покрывается тонким слоем ионов РТ. Аппарат, покрытый тонким слоем натрия или цезия - не самая лучшая идея, я согласен. В этом отношении инертные газы - существенно лучше.

[Rokl]

Мой знакомый лысину заработал на изучении нестационарных процессов в плазменных генераторах, я склонен ему верить. В отношении плазмы, а вот когда он начинает хвалить свои Жигули, я начинаю ржать во весь голос. Впрочем, он привык и не обижается..

У меня семерка и я с ним солидарен.
Я не спец В вопросе конструирования ЭРД, но имею свою некомпетентную точку зрения...которую здесь излагаю:
Почему щелочные металлы так щедры на электроны и так просто ионизируются? да потому, что отдать 1 или 2 электрона и поиметь полностью заполненый предыдущий ряд электронного уровня за счастье для них. Потому они так и химически агрессивны...типа возьмите пару(или один) электронов и дайте жить спокойно в каком нибудь КОН, или NAOH. Всего то заряд+1(+2). А с того же Ксенона содрать нужно целый, заполненый слой электронов (целых . и получается у него заряд +8. естественно скорость разгона у ксенона с зарядом +8 в электростатическом или электромагнитном поле.....
в 8(4) раза выше, чем у натрия (или магния), у которого заряд после ионизации всего +1(+2)...да ещё масса в 4 раза выше и импульс соответственно выше будет у ЭРД с ксеноном...Да, я не спец в таких вопросах и у меня нет шор, как у нынешних спецов ЭРД, которые разработали ИД-300 . Потому я и предложил способ утилизации электронов вперед по курсу, а не примешивать их в струю ионов для компенсации статического Заряда КА(выкинув лишние электроны вперед по курсу, КА тоже освободится от паразитного заряда). Может через 10/15 лет моя идея приведет нынешних конструкторов ЭРД ИД-300(сами придумают) к новой модели сверхмощного ЭРД С утилизацией паразитрых электронов "вперед по курсу"... Почему бы нет? Просто, надежно и полезно.

В этой статье я нашел, кажется, тот аспект, который и я, как обычный форумный теоретик, и он, как кабинетный ученый, полностью упустили из виду - то, что из-за неполной компенсации зарядов КА покрывается тонким слоем ионов РТ. Аппарат, покрытый тонким слоем натрия или цезия - не самая лучшая идея, я согласен. В этом отношении инертные газы - существенно лучше.

Это проблемно в магнитном поле земли, когда ионизация КА в магнитном поле Земли является причиной внутрикорабельных пробоев изоляции проводки и коронарных разрядов в солнечных батареях(и как следствие выхода из строя КА). Если КА выйдет из магнитного поля Земли, его сверхзаряженое облако ионов(электронов), покрывающее корпус КА, будет сдуваться и компенсироваться"солнечным ветром" Солнца. Марс и Венера не имеют магнитного поля и потому сверхзаряд КА не сможет повлиять на работу КА больше, чем шумовой эффект ЭРД. А к Юпитеру с такой "короной" конечно лететь нельзя.

Что не может быть? .......Разъяснение вопроса от вас будет?
Или просто в школу всем, кто ИД-300 разрабатывает?

Так как с вопросом, господа теоретики?

[Cheba]

Что не может быть? Того, что чем легче РТ, тем удельный импульс выше или не может быть в 2 с лишним раза выше, а в 2 раза может?
Или вообще такого не может быть? Как вы мне доказывали.

Так как с вопросом, господа теоретики?

Уймись уже. Удельный импульс зависит от конструкции двигателя гораздо больше, чем от молекулярной массы РТ. Ты же сам себе противоречишь, испытания ЭРД проводили и на литии, и на азоте, и на обычном воздухе, и на ртути с цезием. Если бы всё было бы так просто, все бы просто выбрали самый тяжелый элемент из всех возможных, и даже не парили бы себе мозги.
Чисто даже на бытовом уровне абсолютно понятно, что при расходе вещества в 1грамм в секунду, и скорости истечения в 10 км/сек абсолютно всё равно, как называется это вещество.
То, что это вещество будет занимать больше или меньше объема в баках КА на эффективность никак не влияет. В космосе нет сопротивления воздуха, поэтому габариты КА - это последнее, на что обращают внимание.

Почему щелочные металлы так щедры на электроны и так просто ионизируются? да потому, что отдать 1 или 2 электрона и поиметь полностью заполненый предыдущий ряд электронного уровня за счастье для них. Потому они так и химически агрессивны...типа возьмите пару(или один) электронов и дайте жить спокойно в каком нибудь КОН, или NAOH. Всего то заряд+1(+2). А с того же Ксенона содрать нужно целый, заполненый слой электронов (целых . и получается у него заряд +8. естественно скорость разгона у ксенона с зарядом +8 в электростатическом или электромагнитном поле.....
в 8(4) раза выше, чем у натрия (или магния), у которого заряд после ионизации всего +1(+2)...да ещё масса в 4 раза выше и импульс соответственно выше будет у ЭРД с ксеноном...

Может всё же почитать какую-нибудь учебную литературу по этому поводу? Учебника физики для студентов вузов вполне достаточно. Чтобы ионизовать ксенон до +8, тебе потребуется просто афигенное количество энергии. Просто загляни в справочники.
Энергии ионизации ксенона до +1, +2 и +3 равны соответственно 12,13 21,25 и 32,10 эВ. В любой плазме при температурах в несколько десятков тысяч градусов 99% ионов будут с зарядом +1
А у цезия до +1 - 3,89 эВ


Обломс

[Rokl]

Так как с вопросом, господа теоретики?

Уймись уже. Удельный импульс зависит от конструкции двигателя гораздо больше, чем от молекулярной массы РТ. Ты же сам себе противоречишь, испытания ЭРД проводили и на литии, и на азоте, и на обычном воздухе, и на ртути с цезием. Если бы всё было бы так просто, все бы просто выбрали самый тяжелый элемент из всех возможных, и даже не парили бы себе мозги.
Чисто даже на бытовом уровне абсолютно понятно, что при расходе вещества в 1грамм в секунду, и скорости истечения в 10 км/сек абсолютно всё равно, как называется это вещество.
То, что это вещество будет занимать больше или меньше объема в баках КА на эффективность никак не влияет. В космосе нет сопротивления воздуха, поэтому габариты КА - это последнее, на что обращают внимание..

Да унялся я давно. Просто у нас происходит разговор слепого с глухим.
Теоретики да, не обращают внимания на объем. Потому, как они витают в облаках. А практики? Те кторые строют реальные КА???Ведь до космоса ещё долететь нужно и не рассыпаться в прах.
Чем больше массы выбросит КА, тем дальше он улетит. Если взять КА на ГСО, то чем больше массы РТ он имеет в баках, тем больше его время активного существования на ГСО. Значит (при лимитированном объеме), ксенон выгодней в 4 раза по массе, чем неон (гелий не в счет из-за совсем грустной картины). Т.е. один шарбаллон ксенона можно(теоретически) заменить на 4 шарбаллона легкого неона.(вспомним задачку с космонавтом и шарами, после которой меня в школу отправили...). А массу пустых 3х стальных шарбаллонов из под неона компенсирует пятый шарбаллон с неоном. Получаем 1 к 5. Но это ещё не всё...4 лишних стальных шарбаллона с неоном нужно ещё кудато подвесить...растет масса каркаса КА , арматуры, трубопроводов и.т.д.. Как следствие, вылезаем за габариты головного обтекателя РН, нарушается центровка, прочносные характеристики и т.д. и, что ещё хуже за грузоподъемность РН...а это БАБЛО. Миллионы баксов, господа теоретики... так что эффективней? ксенон, или неон(и прочие легкие элементы) при одинаковом расходе массы РТ в единицу времени и одинаковой массе РТ на борту реального с лимитированным объемом констукцией и здравым смыслом КА?

[Cheba]

так что эффективней? ксенон, или неон(и прочие легкие элементы) при одинаковом расходе массы РТ в единицу времени и одинаковой массе РТ на борту реального с лимитированным объемом констукцией и здравом смыслом КА?

Эффективней радон

[Rokl]

так что эффективней? ксенон, или неон(и прочие легкие элементы) при одинаковом расходе массы РТ в единицу времени и одинаковой массе РТ на борту реального с лимитированным объемом констукцией и здравом смыслом КА?

Эффективней радон

Алилуя!!!!!!!!! Я толдычу об этом десяток постов...Радон, радиоактивный, надеюсь, если вы возьмете ксенон, когда будете заправлять шарбаллоны, что бы у вас не дай бог не родился ребенок с двумя головами, прости Господи.

[Cheba]

Алилуя!!!!!!!!!Радон, радиоактивный, надеюсь, если вы выбираете ксенон, когда будете заправлять шарбаллоны, что бы у вас не родился ребенок с двумя головами, прости Господи.

Rokl, это ничего, что рядышком будет мегаваттный ядерный реактор без толстой защитной оболочки ? Мы же вроде как начали обсуждение такого проекта

На самом деле в вопросе конструирования такого двигателя выбор РТ дело десятое. Для начала до сих пор непонятно, что же мы таким двигателем будем таскать. Людей - однозначно нет. Тогда что ?

[Rokl]

Алилуя!!!!!!!!!Радон, радиоактивный, надеюсь, если вы выбираете ксенон, когда будете заправлять шарбаллоны, что бы у вас не родился ребенок с двумя головами, прости Господи.

Rokl, это ничего, что рядышком будет мегаваттный ядерный реактор без толстой защитной оболочки ? Мы же вроде как начали обсуждение такого проекта

А испытания движка? А радиоактивное загрязнение местности при испытаниях, а зеленые вас в тюрьму не посадят...до сборки такого агрегата, тем более, что в работу ядерный реактор надо бы вводить после выхода на отлетную траекторию...ну если вы руководствуетесь здравым смыслом, а не теоретическими расчетами только.

[Cheba]

А испытания движка? А радиоактивное загрязнение местности при испытаниях,

Кого это радиоактивное загрязнение местности когда-то останавливало? Что у нас, что в США и Китае ...
Кроме того, промышленность в общем давно уже научилась работать с высокоактивными веществами. Мы же не на кухне самогонный аппарат строим ...