Космические энергоустановки

400Гц гораздо выгоднее 50Гц, т.к. электрические машины(генератроы и двигатели) получаются гораздо более компактными и легкими - в разы. По твердотелому реактору - принято, тем более что более-менее отработано.

про частоты я в курсе. просто большинство потребителей на КА (приборы, бытовуха и т.д. лопают именно 50Гц) а при 30000 оборотах генератор итак маленький

Для 50Гц-приборов и бытовухи можно тиристорный преобразователь поставить.

2 Diadia_Sidor
А всё ж, как с защитой? Насколько я понимаю, главный враг- это нейтроны и гамма. Какую защиту пытались применять хотя бы теоретически и какая у ней толщина/масса?

Далее.
А чем плохи 400Гц? Разве что противным писком, который все желающие могут услышать в вагонах метро. Тем более, что в конечном счёте вся аппаратура работает на постоянном токе, а для 6-фазного (так?) самолётного питания существует простенькая схемка на 6 диодах (не помню, по чьей фамилии названа), которая обеспечивает на заглядение ровную, без пульсаций, "полочку" без применения всяких там стабилизаторов, неизбежных при 50 Гц.

По поводу воды в реакторе.
Энергия берется тепловая, из реактора. Если его можно раскочегарить до 3000...5000К, то вода при этой температуре разлагается на водород и кислород. Кстати, гремучий газ при такой температуре не такой гремучий - равновесие (2H20 <-> 2H2+O2) сдвинуто вправо. Вся суть - охладить газовую смесь в диффузионном аппарате, при этом не давая ей среагировать. Но я не уверен, что тогда товарищ не приукрасил - не за поллитром сидели:)

Я тоже за турбину - масса и габариты у турбин - рекордные пока. Не знаю, как будет выглядеть генетатор мегаватт на 10...100 при неск. десятков тысяч оборот на валу?

Ну, у тов. Стирлинга максимальный кпд, а нам нужна эффективность, компактность. Видел я маленькие мегаватные турбины, а вот Стирлингов...

Ничего я про воду в реакторе не слышал. Но что-то больно много ступеней преобразования.

Реально разрабатывались и испытывались установки на уровни мощности до сотни киловатт (для больших ресурсов). Я, собственно про них и пишу. Большие долгоиграющие мощности рассматривались только на бумаге. Нет задач под них.

Присоединяюсь. Итого имеем 400Гц для электромашин и постоянный ток для прочих. Другими словами, от самолетной схемы электропитания никуда мы не ушли. Сл.шаг - использование уже проверенных авиаагрегатов на КК для снижения стоимости его разработки.


[Edited by Waldi (20-06-2000 at 10:03).]

Ещё раз повторюсь, я не электрик. Но вот позвонил бывшим коллегам, которые испытывают сейчас эту хрень. и говорю со всей ответственностью по 50 Гц я насвистел неподумав. Реально используется двухполюсной генератор, что при частоте вращения 30000 аккуратно выдаёт 1000 Гц !!!

Про защиту. Во-первых использовалась и рассматривается в дальнейшем только т.н. теневая защита, при котором от прямого излучения защищён сектор сферы, в котором и находится собственно аппарат. Защита комбинированная из бора и гидрида лития. Весит хорошо, но не смертельно

=Кстати, 50Гц получается при 3000об/мин, при 30000 об/мин получится 500Гц=
Это при одной паре полюсов в генераторе. Если брать 2 пары, то при 30000 об/мин получится 1000Гц. Потом ток выпрямляют и используют везде постоянный, в т.ч. и в эл.двигателях - все очень просто.

Не все просто. Разборку мы начали в том числе и с целью выяснить реальность полета на Марс на ЭРД. А ЭРД нужно напряжение чем выше, тем лучше. Желательно сотню-другую kV. Да и токи хорошие - под 1000 ампер. Такие источники питания еще не создавались.
А после того, как признаем реальным питание такого движка, поговорим и о кпд - пока позорно низкий.

ЭРД разных схем создавались, испытывались и летали, естественно с системами питания.

Я, честно говоря, затеял сей топик вовсе не про Марс. Хотелось бы поговорить о разных ЭУ для разных приложений. Ведь сейчас самые употребимые уровни мощности 1 - 10 - 30 - 100 Квт. А ещё бываю двухрежимные ядерные и солнечные. Эх !!! А на Марс можно на ЭРД летать, только на ЯРД-е лучше.

Согласен, на ЯРД - лучше. И то, что у ЭРД выше скорость истечения, ничего не значит. Я вот достал фонарик (сильный, собака), включил и получил недостижимую скорость истечения. И неизмеримую тягу, во всяком случае, отдача отсутствует:)
А для прочих целей хватит и 1...100 kW.
Вопрос - а в случае ЯРД тот же реактор и ток дает? С одной стороны - вроде незачем второй ставить, а с другой - можно ли так глубоко регулировать печку? И как с переходными режимами?

Последние 10-15 лет все уважающие себя ЯРД-шники только этим (двухрежимщиной) и занимались. Есть и схемы реакторов и схемы управления, позволяющие реализовывать длительные энергетические режимы, именно на основе цикла Брайтона, и коротковременные двигательные.

Смотря какой ЯРД. Если обычный - врядь ли. Электропроводимость продуктов весьма низкая (рабочее тело водород). А ЭДС МГД зависит пропорционально от этот параметр. В существующих МГД стараются всемерно увеличить ионизационную способность продуктов истечения добавлением щелочных металлов - калий, еще лучше цезий - а это увеличивает мол. массу продуктов. Считай сам - у водорода в случае ЯРД мол. масса будет заметно меньше 2 за счет диссоциации. Теперь добавляем 10 % калия с массой 39 и сразу получаем мол. масса продуктов около 6 - ухудшение в 3 раза. А если добавим цезий (139) - еще хуже. Да и кпд у МГД мал - в лучшем случае неск. процентов.
По моему не следует портить хорошего двигателя.
На форуме уже обсуждался МГД: http://airbase.ru/ubb/Forum3/HTML/000028.html и airbase.ru/ubb/Forum1/HTML/000692.html
В случае газофазного реактора пусть сначала выступит дядя Сидор, а то мне не ясно многое там.

[Edited by varban (22-06-2000 at 09:51).]

Всё Вербан правильно написал про твёрдофазный мотор. Только кроме, всего описанного, вот ещё какая штука. На Марс или куда там ещё, лететь долго. ЯРД работает часы. А всё остальное время откуда будем электричество брать ? (ответ "из розетки" не принимается). Как верно отмечалось выше можно загадить рабочее тело какой-нибудь легко ионизируемой дрянью типа лития. При этом двигатель вырождается в мощную ЭУ с небольшой продолжительностью работы. На большой ресурс РТ не напасёшь. Хотя и для таких ЭУ есть свои области приминения. Какая-нибудь пучковая пушка пртив супостата. Но температура за реактором ЯРД не самая высокая (3000) кельвинов. В ЖРД то по-выше бывает. Так что всё это не сильно красиво складается.

Далее про газофазный. Вот тут совсем другое дело. Даже не смотря на низкий КПД преобразования, в импульсе можно снимать бешеные мощности, но именно в импульсе. И конечно не надо это изделие рассматривать как двигатель, это ЭУ в чистом виде.

А вот такой вопрос. Можно ли струю плазмы из ЯРД (мы ж сошлись, что именно он пока самый вероятный кандидат) где-нибудь на выходе да пропустить ещё через МГД- генератор? Скорость истечения, понятно, упадёт, зато электричество получим! Без турбин, опять же...

Маленько оффтопик...
Видел МГД-установку для чего-то типа импульсной геомагнитной съёмки. Там стоит ТРД размером с фонарный столб и пара здоровенных катушек по бокам. Хреновина работает вроде бы порядка секунды, с самовозбуждением - ток с МГД-обкладок полется в катушки. Поле регистирируют за 1000 км...

Почему off topic? То, что МГД применяют на земле, не означает, что не могут или не будут применяться в космосе. Правда, лично мне такое неизвестно. То ли дело против супостатов.
МГД давно применяются в геофизических исследованиии и вроде даже специально подрабатывались под требованиям геофизиков. Дает сей девайс весьма мощный и короткий импульс. Катушки по бокам создают поперечное потоку магнитное поле, поток - проводник, и далее вступает в силу закон товарища Фарадея. Еще есть электроды токосъема, ну и заряд твердого топлива. Вот с ТРД (турбореактивный двигатель) Вы наверное ошиблись аббревиатурой. Там РДТТ (ракетный двигатель твердого топлива)на плазмообразующем топливе.

Вот,посмотрите.
http://www.ipclub.ru/space/programs/yard.html

По поводу МГД... А как оное можно употребить против супостата? Как питание для какого-нибудь лазера - дак проще наверное газодинамический лазер сделать?
По поводу аббревиатуры - да, конечно, РДТТ.

2KiLLiR
Так начался славный топик Атомный ракетный двигатель:
http://airbase.ru/ubb/Forum3/HTML/000028.html

2LBS
МГД применяют в оружиях, а не в космосе - это я имел ввиду. Для питания мощных лазеров может быть и подойдут - не знаю точно. Но то, что можно сделать время работы для килограммовых зарядов даже на уровне сотой секунды - это точно. Энергия топлива на уровне 4...5 MJ/kg. Сгорая за 0.01 s, выделяются 400...500 MJ/s. Даже при коэффициент преобразования 0.001 это 0.4...0.5 MW. (Получается мало, потому что время работы 0.01 s далеко не оптимально - не успевают прогреться элементы тракта, плазма стынет. Реально МГД на твердом топливе работают секунды - десятки секунд).
Вообще МГД на твердом топливе считать энергоустановкой можно с натяжкой. Примерно как конденсатор огромнейшей ёмкости. И в космосе, и на земле его сфера ограничена. Если где-то понадобится большая мощность за ограниченное время, да еще с приличным гарантийным сроком хранения и с мгновенным временем включения.
Еще одна идея прорабатывалась - раз на борту ракеты работает РД, пусть он и ток заодно дает. Технически это возможно, имелись ввиду некоторые ПТУРСы. При этом встретились серьезные трудности в компоновке, да и движок портится. А потом появился представитель управляемых ракет, которому просто бортпитание было не нужно - Метис. Но это - тема другого топика в военном форуме - если интересно, задавай вопрос.