Оптимальная транспортная система Земля-Луна

А вот такой вопрос: а где у космических реакторов будет максимально соотношение мощность/масса?

Или как в жизни - чем больше, тем лучше?

А вот такой вопрос: а где у космических реакторов будет максимально соотношение мощность/масса?

Или как в жизни - чем больше, тем лучше?

 

Это навряд ли. С увеличением мощности встанет проблема сброса тепла, а для этого потребуется радиатор недецких размеров. Видимо оптимальное соотношение можность/масса будет определяться именно этим фактором (ImHO)

Bell

Чудная картина, которую вы нарисовали заметно меркнет, если вспомнить недостатки криогеники.

 

Да, конечно. Трудности, создаваемые криогеникой - это серьёзно. Поэтому нужно смотреть, насколько они велики, и сравнивать, что перевесит. Я, к сожалению, сейчас не располагаю достаточными данными по криогенике, чтобы привести полноценное сравнение. Поэтому все приведенные оценки - лишь отправная точка.

1) Проблемы с доставкой и хранением
Водород придется везти "быстрым" и относительно дорогим транспортом.

 

Надеюсь, что его можно возить и малой тягой - если применить криогенные установки на борту буксира. В принципе это реально, разработано же, например, оборудование для охлаждения сверхпроводящих космических систем до 35 К. Масса... шут его знает. Будет зависеть от тепловой мощности, которую необходимо откачивать - то есть, в первую очередь, от баков.

Кстати, обратите внимание: на водороде свет клином не сошёлся. В крайнем случае, можно и метан использовать - тоже криогеника, хоть и более "мягкая", а выигрыш по сравнению с керосином ощутимый. Проблемы же долговременного хранения метана, очевидно, разрешимы - недаром американцы собираются на нём взлетать с Луны.

2) Заметно бОльшая относительная масса лэндера
Баки для водорода должны быть больше по объему + теплозащита, так что бОльший вес обеспечен. Его нетрудно посчитать.

 

Если дадите вводные - буду очень признателен

3) Технологические проблемы работы с водородом
В частности, я с большим трудом представляю себе заправку многоразового лэндера на LLO. Согласитесь - это чрезвычайно сложная операция для такого места.

 

Здесь - не берусь судить. Хотя и подозреваю (но не настаиваю), что подобные проблемы преодолимы. Можно, например, вспомнить водородный Ту-155. Да и заправлять, в принципе, не обязательно - можно, например, пристыковывать к лэндеру баки целиком.

Если же расчитывать на "лунный" водород, то все это дело уже будет проходить по ведомству футурологии, мягко говоря.

 

Нет, изначально я на лунный водород не закладывался бы. Хотя... если у полюса всё-таки обнаружат лёд...
С другой стороны - если запустить по Луне один комбайн, рассчитанный на добычу всего 5 кг гелия-3 в год (или даже парочку комбайнов той же суммарной производительности), то за год он соберёт свыше 40 тонн водорода. Так что если летаем "умеренно" - может и хватить...

---

Андрей Суворов

Водородные движки имеют максимум УИ при двукратном избытке водорода по сравнению с стехиометрией. Приближение к стехиометрии увеличивает тягу, но уменьшает УИ. Правда, увеличивает среднюю плотность топлива.

 

А как зависит УИ от соотношения компонент? И каков он при стехиометрии?
Если изменится не более, чем на 20 с - то выигрыш однозначен; при использовании лунного кислорода соотношение компонент играет более важную роль, чем УИ. Например, выигрыш метана обусловлен в первую очередь не разницей в 20 с УИ, а как раз его меньшей долей в общей массе топлива.

---

yuu2

Он подхватывает на высоте не меньше 800 км. Ниже реахтер по нормативам не пустят. Это уже не 22 тонны.

 

Да, это верно... Эдак на тонну ПН упадёт...
Впрочем, чем чёрт не шутит - не исключено, что нормативы рано или поздно удастся пересмотреть. И снизить орбиту хотя бы до 200-300. Ведь 800 км взяты не с потолка, а, надо думать, из требований жизни спутника на орбите не меньше сотни-другой лет. А если у нас всё под контролем - то даже в случае отказа реактора к буксиру можно в принципе прилететь и поднять ему орбиту. Сам по себе же он в принципе не в состоянии свалиться в атмосферу.

А Шойгу в проекте денешшкой не участвует? "Ходют слухи" (с), что его ведомство крайне заинтересованно в чем-то как раз с такими характеристиками

 

ХАтЭлАсь бы.

Пока для этого варианта ещё идёт проработка - цифры далеки от окончательных. В "черновом" варианте (вероятно, близком к потребностям Шойгу) с круговой защитой получили около 10 т/МВт эл. Поэтому "есть мнение", что если очень-очень постараться, можно для системы с тенеовой защитой получить 2-3 т/МВт эл.

А как можно ресурс прописать? Не было ведь никаких долгоресурсных испытаний. Разве, что испытания петлевых каналов с ЭГК. Только долгоресурсными их не назовёшь.

 

Если конкретно про ЭГК - то их испытания в петлевых каналах почти всегда - ускоренные. По всё той же причине - нет денег на чистый поиск, в т.ч. на обоснование ресурса ЭГК определённой схемы (без привязки к конкретному проекту).

10 МВт эл. с ресурсом 10 лет? С ума сойти. Хотя бы сотню киловатт обеспечить в такие ресурсы. А тепловых сколько? Представляю сколько защита может весить. Или это планетная АЭС?

 

см. предыдущий пост

Не в массу, а в площадь поверхности бокового отражателя, либо, если его отстрелить, то в поверхность корпуса.

 

Схемы расхолаживания есть разные. Через корпус - далеко не идеальная.

4 т - это реактор или вся установка? Для реактора многовато, для установки мало - при таких потоках одна защита столько весить будет. Или у вас полезный груз малого объёма?

 

Вся установка. Но это именно была попытка вписаться по мощности в требования ТЗ. Сейчас другая попытка - вписаться максимальной мощностью в доступную массу.

А как можно ресурс прописать? Не было ведь никаких долгоресурсных испытаний. Разве, что испытания петлевых каналов с ЭГК. Только долгоресурсными их не назовёшь.

 

Если конкретно про ЭГК - то их испытания в петлевых каналах почти всегда - ускоренные. По всё той же причине - нет денег на чистый поиск, в т.ч. на обоснование ресурса ЭГК определённой схемы (без привязки к конкретному проекту).

 

Да денег понятное дело нету, факт известный. Только я не об этом говорил, а о том, что НИРа по определению ресура не было, таким образом ресурс в ТЗ закладывается желаемый, а не ожидаемый.
Сама ресурсная тема на диссертацию тянет

10 МВт эл. с ресурсом 10 лет? С ума сойти. Хотя бы сотню киловатт обеспечить в такие ресурсы. А тепловых сколько? Представляю сколько защита может весить. Или это планетная АЭС?

 

] см. предыдущий пост

Мне он ничего не говорит ибо я не знаю какой у вас планируется полезный груз и на какое расстояние планируется отодвижение установки.

Не в массу, а в площадь поверхности бокового отражателя, либо, если его отстрелить, то в поверхность корпуса.

 

Схемы расхолаживания есть разные. Через корпус - далеко не идеальная.

 

То есть циркуляция теплоносителя продолжается?

4 т - это реактор или вся установка? Для реактора многовато, для установки мало - при таких потоках одна защита столько весить будет. Или у вас полезный груз малого объёма?

 

Вся установка. Но это именно была попытка вписаться по мощности в требования ТЗ. Сейчас другая попытка - вписаться максимальной мощностью в доступную массу.

 

А что говорят конструкторы, в том числе главный конструктор (он у вас есть?)?

Да денег понятное дело нету, факт известный. Только я не об этом говорил, а о том, что НИРа по определению ресура не было, таким образом ресурс в ТЗ закладывается желаемый, а не ожидаемый.

 

Ускоренные испытания - потому и ускоренные, что при форсированных параметрах. При наличии моделей основных процессов результат пересчитывается в прогнозные характеристики для номинала. Другой вопрос - что эти испытания никогда на 100% не заменяют полнопараметрических - эт да.

Сама ресурсная тема на диссертацию тянет

 

Кабы на одну - всё б давно летало.

Схемы расхолаживания есть разные. Через корпус - далеко не идеальная.

 

То есть циркуляция теплоносителя продолжается?

 

А вариант с тепловыми трубами (к примеру) в голову не приходит? Есть и другие возможности.

А что говорят конструкторы, в том числе главный конструктор (он у вас есть?)?

 

АбЫжАешь! НИКИЭТ.

Все посты, связанные с СДУ - вынесены в отдельный топик Солнечная двигательная установка
Просьба данную тему развивать только там.

Немного о многоразовых лэндерах - пилотируемых и грузовых.

Используемые обозначения:
m - сухая масса лэндера, M - масса ПН (спускаемой с LLO или поднимаемой с Луны).
a=exp(v/u) , где v - ХС (для простоты принимаем, что ХС одна и та же для взлёта и посадки), u - скорость истечения.
b=(массовая доля топлива)/(массовая доля кислорода)
k=(a-1)/(b+1)

Формулы для расходуемого на один полёт вверх-вниз топлива.

Для пилотируемого лэндера:

m топл. = m*k*(2+(b+1)*k)/(1-b*k²)

Для грузового лэндера (спуск ПН с LLO):

m топл. = m*k*(2+(b+1)*k)/(1-b*k²)+M*k*(1+b*k)/(1-b*k²)


Для грузового лэндера (подъём ПН на LLO):

m топл. = m*k*(2+(b+1)*k)/(1-b*k²)+M*k*(1+k)/(1-b*k²)

Все посты, связанные с СДУ - вынесены в отдельный топик Солнечная двигательная установка
Просьба данную тему развивать только там.

 

Ну, да, конечно А здесь мы будем обсуждать только "реалистичнейшую и простешую" космическую систему на основе ядерных реакторов и ЭРД?
Тогда надо переименовать топик в "Как нам доказать, что транспортная система выводящая груз на орбиту Луны ВСЕГО за шесть месяцев так хороша и выгодна, что нам (кроме, пары миллиардов баксов) дадут еще и пару реакторов на орбиту вывести?"
;D
Думается, что в ЭТОМ топике необходимо осудить КАКИЕ ТРЕБОВАНИЯ предъявляются к подобной системе, ДОКАЗАТЬ, что система из многоразовых буксиров выгодней, чем система одноразовых элементов и т.д. и т.п....

Ник

Расход топлива для грузовых лэндеров (m - сухая масса лэндера, M - ПН):



............................. спуск ПН c LLO............подъём ПН на LLO

Водород.................0,21m + 0,12M.............0,21m + 0,09M

Метан......................0,47m + 0,270M...........0,47m + 0,2M

Керосин..................0,7m + 0,39M...............0,7m + 0,3M

Керосин+водород....0,34m + 0,2M..............0,34m + 0,14M



Для лэндера сухой массой 5 тонн и ПН - 12 тонн:



.............................спуск ПН c LLO........подъём ПН на LLO

Водород.......................2,5.............................2,2

Метан...........................5,6.............................4,8

Керосин........................8,1.............................7,1

Керосин+водород...........4................................3,4



Хотя поднимать оптимальнее большую ПН - чтобы баки были заполнены полностью.

Wyvern-2

А здесь мы будем обсуждать только "реалистичнейшую и простешую" космическую систему на основе ядерных реакторов и ЭЦnbsp;Д?

 

А что, есть сомнения в реалистичности реакторов, которых только летало 30 штук? Или в реалистичности ЭРД, которых летало еще больше? ;D

Тогда надо переименовать топик в "Как нам доказать, что транспортная система выводящая груз на орбиту Луны ВСЕГО за шесть месяцев

 

Ну и 6 месяцев - чем плохо? Не на пожар летим ;D Медленно, но верно!

А что, есть сомнения в реалистичности реакторов, которых только летало 30 штук?

Или в реалистичности ЭРД, которых летало еще больше? ;D

Ну и 6 месяцев - чем плохо? Не на пожар летим ;D Медленно, но верно!

 

Это кажущиеся аналогии
Практически все космические "реакторы" были банальными термоэлектрическими изотопными генераторами на плутонии238. С тем же успехом можно было использовать химические, на литий-элегазе, например. Реакторов цепной реакции деления было тольк ДВА -Топазы, и один закончился коллосальным скандалом. Тем более речь не шла о 500кВт. В этом случае я могу говорить как аналогии СТРД, о солнечной печи на Мире, проработавшей, кстати, пять лет

Назовите аппараты, где ЭРД был МАРШЕВЫМ РД? Я могу вспомнить только два...и оба в порядке эксперимента

Шесть месяцев для груза -неплохо, и то не для всякого. Но о массивных груза, межпланетных полетах и пилотируемых -можно забыть

Ник

Wyvern-2

Это кажущиеся аналогии
Практически все космические "реакторы" были банальными термоэлектрическими изотопными генераторами на плутонии238. С тем же успехом можно было использовать химические, на литий-элегазе, например. Цnbsp;еакторов цепной реакции деления было тольк ДВА -Топазы,

 

Ник, не позорьтесь

и один закончился коллосальным скандалом.

 

...скандалом, полностью высосанным из пальца. Сугубо по политическим мотивам. Я знаком с человеком, разрабатывавшим для тех реакторов конструкцию, обеспечивавшую распыление активной зоны - при падении на Канаду никакого заметного загрязнения не было, активная зона распылилась на частицы размером не более 100 микрон (санитарное требование), и рассеялась в стратосфере.

Назовите аппараты, где ЭЦnbsp;Д был МАЦnbsp;ШЕВЫМ Цnbsp;Д? Я могу вспомнить только два...и оба в порядке эксперимента

 

Да какая разница, на скольких аппаратах ЭРД были маршевыми? Главное - что сами ЭРД есть.
И буксиры с ЭРД, между прочим, в ФКП есть.

Но о массивных груза, межпланетных полетах и пилотируемых -можно забыть

 

Как раз только так и можно вспомнить о массивных грузах и пилотируемых межпланетных!

Ник, не позорьтесь

...скандалом, полностью высосанным из пальца. Сугубо по политическим мотивам.

Да какая разница, на скольких аппаратах ЭРД были маршевыми? Главное - что сами ЭРД есть.
И буксиры с ЭРД, между прочим, в ФКП есть.


Как раз только так и можно вспомнить о массивных грузах и пилотируемых межпланетных!

 

С меня как с гуся вода ;D

"Скандал высосанный из пальца" и "по политическим мотивам" - это ТАВТОЛОГИЯ НО от этого не легче - избиратель зверь тупой и кровожадный

МАРШЕВЫЙ ЭРД и корректирующий ЭРД - это как гидразиновый движок ориентации и SSME

________________________



МЕЖДУНАPОДНАЯ ОТКPЫТАЯ ТPАНСПОPТНАЯ СИСТЕМА ОТКPЫТОГО КОСМОСА:

А. Звено Земля-Оpбита

1. Одноpазовая двухступенчатая модульная(по типу Ангаpа, Зенит-ЭнеpгияМ-Энеpгия-Вулкан) метан-кислоpодная PН с ПН в диапазоне 20-120тонн LEO. Главное тpебование - дешивизна НИОКP, унифициpованность сеpийность модулей и в особенности ЖPД

2. На основе той же PН многоpазовый челнок с ПН поpядка 10 тонн, для возвpата буксиpов с оpбиты



Б. Звено LEO- Луна или откpытый космос

1. Буксиpы для малых гpузов - СБ ЭPД

2. Буксиpы для кpупногабаpитных ПН -ЯP ЭPД

3. Буксиpы для генеpальных гpузов и пилотиpуемых коpаблей -СТPД, с заменой в будущем на ГфЯPД



В. Звено Луна - оpбита Луны

1.Аpтиллеpийская система с ПН снаpяда поpядка 10-100кг

2. Система возвpащаемых PН-бустеpов на топливе(или одном его компоненте) получаемом на Луне
Примерно ТАК

Ник

Это кажущиеся аналогии
Реакторов цепной реакции деления было тольк ДВА -Топазы, и один закончился коллосальным скандалом.

 

Неправда, "Бук" был полноценным реактором, и спутник УС-А с ним был принят на вооружение. Сколько их штук летало - навскидку не помню, но порядочно. А вот Топаз на вооружение принять не успели, те два, что слетали, были в рамках ЛКИ

Тем более речь не шла о 500кВт. В этом случае я могу говорить как аналогии СТРД, о солнечной печи на Мире, проработавшей, кстати, пять лет

 

Речь шла о 100-150 кВт тепловой мощности. То, что была принята идеология "без движущихся частей", ограничивало кпд преобразования единицами процентов, турбогенератор для машины с циклом Брайтона уже был разработан и испытан на земле, но полететь не успел.

Назовите аппараты, где ЭРД был МАРШЕВЫМ РД? Я могу вспомнить только два...и оба в порядке эксперимента

 

Хаябуса? Дип Спейс? Артемис? Смарт?

Шесть месяцев для груза -неплохо, и то не для всякого. Но о массивных груза, межпланетных полетах и пилотируемых -можно забыть

Ник

 

ну, посмотрим...

> Сколько их штук летало - навскидку не помню, но порядочно.

Всего слетало 35 советских реакторов, в т.ч. 2 термионных.

> Сколько их штук летало - навскидку не помню, но порядочно.

Всего слетало 35 советских реакторов, в т.ч. 2 термионных.

 

ВСЕ, кроме ДВУХ, были Радионуклидные термоэлектрические генераторы (РТГ) на полонии-210 и плутонии-238
Для Fakir-а
Вот очень хорошая статья: 404 - Термоэлектричество и термоэмиссия в космических ядерных энергетических установках прямого преобразования. Современное состояние и перспективы.

Всё очень обстоятельно описанно(если не считать саморекламы )

Ник

ВСЕ, кроме ДВУХ, были Радионуклидные термоэлектрические генераторы (РТГ) на полонии-210 и плутонии-238
Для Fakir-а
Вот очень хорошая статья: 404 - Термоэлектричество и термоэмиссия в космических ядерных энергетических установках прямого преобразования. Современное состояние и перспективы.

Всё очень обстоятельно описанно(если не считать саморекламы )

Ник

 

Ник, я не знаю, как Вы умудрились прочитать ту статью и начисто проигнорировать 32(!) запуска "БУКов", который есть нормальный 100кВт ЖМТ реактор.

ВСЕ, кроме ДВУХ, были Радионуклидные термоэлектрические генераторы (РТГ) на полонии-210 и плутонии-238

 

Ник, не втирайте. Я знаю что написал, могу для каждого данные привести. А уж реактор от ритега я как-нибудь отличаю..

Ник, не втирайте. Я знаю что написал, могу для каждого данные привести. А уж реактор от ритега я как-нибудь отличаю..

 

ВСЁ понял - извиняюсь НЕДОСМОТРЕЛ!

Ник

Wyvern-2

А. Звено Земля-Оpбита
1. Одноpазовая двухступенчатая модульная(по типу Ангаpа, Зенит-ЭнеpгияМ-Энеpгия-Вулкан) метан-кислоpодная PН с ПН в диапазоне 20-120тонн LEO. Главное тpебование - дешивизна НИОКP, унифициpованность сеpийность модулей и в особенности ЖPД
2. На основе той же PН многоpазовый челнок с ПН поpядка 10 тонн, для возвpата буксиpов с оpбиты

 

Тут можно по-всякому. Но если окажется, что можно пользоваться тем, что уже есть - лучше для начала сосредоточиться на отсутствующих компонентах.

Б. Звено LEO- Луна или откpытый космос
1. Буксиpы для малых гpузов - СБ ЭPД

 

Ну это разве что для совсем малых, до тонны где-то.

2. Буксиpы для кpупногабаpитных ПН -ЯP ЭPД

 

Ну слава богу ;D

3. Буксиpы для генеpальных гpузов и пилотиpуемых коpаблей -СТPД, с заменой в будущем на ГфЯPД

 

Скорее уж кислород-водородные ЖРД с дозаправкой кислородом на ЛОС - и то далеко не сразу. С дальней перспективой замены на ЯРД (уж на какой будет).

В. Звено Луна - оpбита Луны
1.Аpтиллеpийская система с ПН снаpяда поpядка 10-100кг

 

Зачем?! Как будем пушку строить, где снаряды брать, и шо ими запускать, по 10 килограмм-то?!
Ну пушка еще ладно, хотя и сильно не халява. Но чего такого пускать в тех снарядах, чтобы имело смысл с их ловлей заморачиваться на орбите?

2. Система возвpащаемых PН-бустеpов на топливе(или одном его компоненте) получаемом на Луне

 

Возражений нет ;D

МАЦnbsp;ШЕВЫЙ ЭЦnbsp;Д и корректирующий ЭЦnbsp;Д - это как гидразиновый движок ориентации и SSME

 

Непринципиальна разница. ДУ на 400 кВт можно в принципе хоть из 3-хкиловаттников набрать, если совсем лениво работать. А сделать движок на сотню-другую киловатт нет особой проблемы. Их сейчас не делаю только потому, что заказа нет, да и запитать неоткуда (и то американцы 50-киловаттник гоняли на стенде, УИ выше 4000 с).

если взлетаем на кислород-метане, может и до Луны на метане лететь? Плюсы - унификация по топливу,
сажа (то есть углерод) для зачернения в топливе есть, хранить метан в баках на протяжении полета гораздо удобнее, чем водород. Да и выхлоп красивше

Зачем?! Как будем пушку строить, где снаряды брать, и шо ими запускать, по 10 килограмм-то?!
Ну пушка еще ладно, хотя и сильно не халява. Но чего такого пускать в тех снарядах, чтобы имело смысл с их ловлей заморачиваться на орбите?

Непринципиальна разница. ДУ на 400 кВт можно в принципе хоть из 3-хкиловаттников набрать, если совсем лениво работать. А сделать движок на сотню-другую киловатт нет особой проблемы. Их сейчас не делаю только потому, что заказа нет, да и запитать неоткуда (и то американцы 50-киловаттник гоняли на стенде, УИ выше 4000 с).

 

Пушка? Как для ЧЕГО? А гелий3 203 мм пушка армейская пушка весит примерно как лунный модуль Аполло. А пушка может быть и водородной, кстати

Берем 133 3кВт ЭРД. Размещаем их -так они имеют свой габарит, между крайними будет расстояние 1-3 метра. Если у крайних тяга будет не совпадать, например на 1%, то вместо Луны окажемся или в Тихом океане или на Венере ;D А если будем компенсировать склонение, то на неколлинеарность тяги в 1% уйдет процентов 20-30% энергии... Хотя тогда сами маршевые ЭРД можно использовать как ориентационные...с большой инерцией

Ник

Wyvern-2

Пушка? Как для ЧЕГО? А гелий3

 

Ни в коем случае. Слишком ценная вещь, чтоб вот так ею кидаться ;D

203 мм пушка армейская пушка весит примерно как лунный модуль Аполло.

 

При этом скорости снарядов вряд ли добирают до 2 км/с.

А пушка может быть и водородной, кстати

 

Водород жалко

Нет, нафиг весь этот цирк ("Мэри, Мэри, чудеса, Мэри едет в небеса...") с трюками "из пушки на Луну"... тьфу, то есть с Луны.

Берем 133 3кВт ЭЦnbsp;Д. Цnbsp;азмещаем их -так они имеют свой габарит, между крайними будет расстояние 1-3 метра.

 

Набор из сотен движков - это изврат, на который можно пойти разве что из жуткой лени (см. марсианский проект "Энергии" ;D). Привёл этот вариант лишь в качестве примера, что решение уже есть, хоть и плохое. А 100-киловаттник не представляет особой проблемы.

А если будем компенсировать склонение, то на неколлинеарность тяги в 1% уйдет процентов 20-30% энергии...

 

Это каким же чудом?!