Есть ли будущие у SOTV ? (обсуждение)

НУ что ты с ним носишься, как с писанной торбой. Грят же - на марс - только на двухрежимной ЯЭУ+ЭРД или ГФЯРД. Из-за гигантской массы тут на первом месте Уи, а не время выведения, как некоторые думают. В любом случае можно днлать так - первый импульс ЯРДом, не очень большой, а задем доразгон до отлетной ЭРД... Ну или поискать профили тяга/Уи наилучшие в плане времени полета в радиационных поясах.

А SOTV - мммм, демонстатор явно не блешит массовым совершенством, и вообще я скептически отношусь к тому что оно будет выше чем у современных криогенных ступеней, не с чего просто. Затем Уи - ну до 800 они дойдут, но выше головы не прыгнешь.

Вобщем мне видиться эта технология (точнее ее позиционирование) так: У нас есть дорогие (пока) высокотяговые и высокоимпульсные решения на ЭРД
У нас есть дешевые низкотяговые высокоимпульсные решения для ЭРД

У нас есть среднеимпульсные и среднетяговые решения на SOTV.
Они оптимальны в случае вывода на ГСО... орнбитального маневрирования... ВСЕ. Хотя нет - в некоторых специфических случаях АМС SOTV может выииграть у ЭРД (это для случаев очень долгих отлетных разгонов, за счет сокращения времени мы умешьшаем массу энергитической установки). Я посчитаю профили на досуге... ПОка ясно, что до Юпа (не дальше) выгоднее ЭРД. Сатурн... ЭРД выигрывает в случае непрямой трассы (в отличии от прямой SOTV). Плутон и Нептун - однозначно SOTV для существующих технологий. Надо помнить еще и о VASMIR - благодоря переменному соотношению тяга/Уи на нем можно строить
профили разгона, затыкающие и ЭРД и SOTV за пояс.

Так что мне кажеться что SOTV оптимально для коммерческих приложений пока (конкретно - вывод на ГСО) и то, пока не подойдут пленочные СБ 600-1000, и кое-какие специфические области - см выше. Но панацеей он безусловно не является.

А может SOTV будет особенно выгодно использовать при промышленном освоении луны? Для дешевой транспортировки грузов на трассе орбита земли - орбита луны и обратно. Например будет построен завод по добыче He3. А на каждую добытую единицу объема He3 будет приходиться 999 единиц объема обычного гелия. Зачем нам столько гелия на луне? Правильно! Его надо использовать в качестве рабочего тела для многоразового лунного транспортника SOTV. И доставлять его с поверхности луны энергетически выгодней чем с земли. Заправляться гелием на орбите луны надо так чтоб хватило на дорогу к земле и обратно. На землю везем He3 обратно запчасти, еду и водку

Насчет гелия - попробуй закачать его в обычный кислородный баллон для газосварки. Сколько времени он у тебя там будет оставатся ?
ИМХО гелий не годится как топливо - хранить трудно ...
Как заявил Коптев "у нас ведутся исследования по электрореактивным, ядерным и солнечным (SOTV ?) двигателям".
По моему SOTV годится как замена современным жидкостным буксирам для вывода на ГСО и на отлетную траекторию. Но для МКК он не подходит.

Гелий - это конечно черезчур. Но водород тоже есть на Луне, в реголите.

Кстати давно вот чего понять не могу - с луны притащили достаточное кол-во камней, чтобы провести анализ и выяснить точно содержание и гелия и водорода. Да и инструментарий, доставленный Аполлонами на луну весьма обширен. А ученые почему-то "гадают". Что бы это значило?

Marsianin>Насчет гелия - Сколько времени он у тебя там будет оставатся ?

Ну и пусть себе утекает, это же попутно добываемый элемент, как попутный газ при добыче нефти, который просто сжигают. Просто выпускать в космос жалко. А так залил побольше и лети себе. А конструкцию сделать чтоб могла работать и на водороде и на гелии или даже на их смесе. Летали же дирижабли на гелии, обходились как то

Конечно, водород намного предпочтительнее гелия - молекулярная масса в два раза ниже.

А по поводу анализов - лично я, имеющий кое-какой опыт анализов сложных объектов, сомневаюсь, что в образце, вырванном из окружающей среды, можно найти газовые включения.
Вернее, найти-то можно, но результаты будут недостоверными.
Поэтому я с изрядной доли скептицизма отношусь и к сообщениям, что там все эти ценные газы присутствуют, равно как и об их отстутсвие. Это так, на уровне марсианских бактерии пока. Ну, чуть более достоверно.

Дабы не усугублять оффтопик (для данного топика; если интересно, заведем специальный об анализах, тут многие могут помочь ), скажу лишь, что я не стал бы судить о наличии того же гелия в Магадане по результатам анализов рейдов золотоискателей

Alek>А так залил побольше и лети себе.

Тут вам не там Если он будет течь, то мы в Уи потеряем. Итак в 1.41 раза меньше будет он на гелии.

А ваще - я бы все-таки предпочел ЭРД Ну нельзя отбрасывать значение Уи, и так мы офигеть как в нем теряем используя ЖРД на посадке.

Самый продвинутый вариант полетов к Луне , который НАСА выдвигало в 1989 выглядел так - старт с Земли нна LEO бандурой типа Энергии, стыковка с МОРБом (МЭРД + двухрежимный ЯЭУ), разгон на отлетную к Луне, выход на орбиту Луны, посадка на ЯРД, дозаправка LH2 (а потребляет этот МОРБ его + ксенон), взлет, возвращение на паркинговую орбиту. Причем весь цикл занимал ок 90 дней. Т.о. при выводе 100 тонн на LEO на поверхность удавалось доставить ~44 тонны. О как. А вы - SOTV

Так что при действительно массовых полетах к Луне SOTV врядли пригодиться - я вижу только один вариант - это тяга, с помощю которой можно будет совершать посадки и взлеты с Луны.

Marsianin> По моему SOTV годится как замена современным жидкостным буксирам для вывода на ГСО и на отлетную траекторию.

Изучая доклад под общим предводительством доктора Кристофера Халла ( http://filebox.vt.edu/users/evanveld/SOTV.PDF ), почерпнул следующее: Если летные испытания демонстратора будут успешны, то следующий этап 10 тонный SOTV (7 тонн топливо, 3 тонны конструкция) способный вывести 5 тонн на GEO и вернуться назад. Он будет оснащен стыковочным узлом (по типу одного из двух стандартных МКС) и узлом для захвата канадским манипулятором. Он сможет стыковаться с МКС для работы в качастве двигательного модуля, а также для ремонта и обслуживания самого SOTV. Срок службы от 5 до 10 лет.

Не помню здесь или в форуме "Н-К" обсуждался вопрос о станции для обслуживания спутников (ремонта, дозоправки) прямо на орбите. По моему это к тому и идет. Как мыслите?

Alek>то следующий этап 10 тонный SOTV (7 тонн топливо, 3 тонны конструкция) способный вывести 5 тонн на GEO и вернуться назад.

Что-то цифры не стыкуются. Для того чтобы просто вывести на ГСО
5 тонн конструкции с массовым совершенством 0.7 (кстати я угадал ) и Уи 7848 м/с (800 с) требуется топлива 76% по массе. Единственное что меня смущает - однажды я видел другую цифру характеристической скорости, необходимой для вывода на ГСО. Мои данные - 4,47 км/с. Что неплохо подтверждается реальными размассовками РБ. Если у кого есть счетные методики (только не надо тут из "первых принципов" - типа закона сохранении энергии или законов кеплера ) или точные числа - давайте.

Alek>и вернуться назад.

Что-то после этого их цифрам вообще перестаешь верить. Или массовое совершенство выше, или топлива больше.

Кстати интересно - проект SOTV-SE проработан весьма подробно, я бы сказал, что он уже прошел фазу B и похоже действительно полетит в 2003 году (кстати РН уже выбрана - это будет Taurus или Локхид-Мартиновская Афина)

Alek>Не помню здесь или в форуме "Н-К" обсуждался вопрос о станции для обслуживания спутников (ремонта, дозоправки) прямо на орбите. По моему это к тому и идет. Как мыслите?

И здесь и там, и в ру.спейсе... Где только не обсуждали.
ТОлько вот маленькая несостыковочка - SOTV лучше летать на орбите с наклонением 0, и вообще всем МОРБам, ДЗЗ - покруче - солнечносинхронные орбиты и т.п. Т.е. проблем с обслуживаемыми спутниками масса. Я не говорю уж о том, что западная конструктораская мысль добилась сроков существования спутников таких, что они стареют уже прежде всего морально. А моральное старение часто подразумевает замену всего изделия. Так что мне кажеться единственный кандидат, которому полетное обслуживание пригодилось бы - это научные спутники. Да и то - далеко не все.

Кстати оффтоп - сегодня был запущен спутник GEOlite, представляющий собой первую попытку навешивания на ГСО лазеров в качестве связной аппаратуры. Если все получиться, можно ждать террабитных лазеров на геостационарной (я вот думаю - может пообсуждаем перспективы спутников связи в отдельном топике? Желающих нет?)

Лаборатория военно-воздушных сил сша (AFRL) разработала для SOTV технологию надувного солнечного концентратора. В 2003 году военно-воздушные силы сша начнут испытания SOTV с большим надувным зеркалом-концентратором. Естественно для применения в своих целях. AFRL разработала еще и альтернативную технологию пленочную надувную линзу! Эдакое трехмертовое выжигательное стекло

Official voice of the Air Force Research Laboratory
Здесь - http://extra.afrl.af.mil/
Вот здесь можно ознакомится с проектами поддерживаемыми AFRL:
http://www.pr.afrl.af.mil/projects.htm
Естественно SOTV
Hall Effect Thruster. Двигатель с эффектом Холла
Pulsed Plasma Thruster. Плазменный пульсирующий двигатель
http://www.pr.afrl.af.mil/divisions/prs/prss/pulsplasmath.jpg [zero size or time out]и другими включая X-33

А это файл в формате PDF что-то вроде ежеквартального журнала, зима 2000. Очень хорошее фото большого надувного зеркала (или линзы, не совсем понятно) на 10 странице, видны все детали. Правдо там прямо не сказано что это часть SOTV, но очень похоже. Документ очень хорошо сверстан, просто приятно распечатать. (11 страниц, 450 Кбайт)


CaRRibeaN>Что-то цифры не стыкуются.

По поводу цифр отсылаю к первоисточнику - доктору Халлу. Может я конечно неверно перевел, но по моему там все прозрачно написано.

CaRRibeaN>я вот думаю - может пообсуждаем перспективы спутников связи в отдельном топике? Желающих нет?

Есть, Я ! Меня шибко интересует космическая связь, в приложении к интернету. Особенно меня это начинает интересовать когда идет дождь и мокнут провода, сводя на нет все мои усилия хоть куда нибудь подключиться

В ру.спейс меня навели на мысль поискать инфу по нашим аналогам SOTV - ТМСДУ и ЭРТМ, пороусь а результат закину сюда.

Alek>Есть, Я ! Меня шибко интересует космическая связь, в приложении к интернету.


А между прочим в компьютерном есть топик "спутниковый интернет"

Alek>Особенно меня это начинает интересовать когда идет дождь и мокнут провода, сводя на нет все мои усилия хоть куда нибудь подключиться

Кстати очень интересный эффект, почему на мокнующих проводах связь ухудшается. Емкостная связь, длинные линии, бла-бла-бла

Alek>В ру.спейс меня навели на мысль поискать инфу по нашим аналогам SOTV - ТМСДУ и ЭРТМ, пороусь а результат закину сюда.

Ну-ну. Хотя сейчас уже можно что-то найти техническое в ру.нете

Пока только это:
http://www.kerc.msk.ru/development/sputnik1.jpg [not image]Солнечная энергодвигательная установка на базе теплового ракетного двигателя

Двигатель работает на горячем водороде и по схеме с дожиганием горячего водорода с кислородом. Предназначается для использования в двигательных установках средств межорбитальной транспортировки. Защищен патентом РФ № 2126493 от 18.03.1998 г. При разработке этого двигателя был использован уникальный опыт Центра Келдыша по созданию ЯРД.

Это похоже то что называют ТМСТДУ, и о чем говорил Олег Лазутченко.

А вот еще интересная штука (почти по теме):
Солнечные динамические энергоустановки

Ведутся опытно-конструкторские работы по созданию солнечной энергомеханической установки на выходную электрическую мощность 10 кВт с использованием газотурбинного цикла преобразования (цикл Брайтона).

Основные области применения:
1. орбитальные станции типа "Мир", "Альфа";
2. космические аппараты орбитального производства;
3. лунная база;
4. марсианская пилотируемая экспедиция.

Смотри это и еще много чего по всяким экзотическим движкам (в том числе ваши любимые ЭРД) здесь:

...уместно отметить особую важность и перспективность работ, проводимых РКК "Энергия" совместно с Исследовательским центром им. М.В. Келдыша, возглавляемым академиком А. С. Коротеевым, в рамках второго этапа программы "Ямал" по созданию солнечной энергодвигательной установки (СЭДУ). Эта кислородно-водородная двигательная установка с подогревом водорода будет работать вместо блока "Таймыр" и позволит почти вдвое увеличить (с 1.36 до 2.3 т) удельную тягу и выводимую на геостационарную орбиту массу аппарата. Принятая к реализации схема СЭДУ принадлежит российским специалистам и не имеет аналогов в мировой практике ракетостроения. Макет такой двигательной установки, продемонстрированный на Всемирной выставке в ЛеБурже в 1999 г., привлек особое внимание иностранных фирм - производителей ракетно-космической техники.

Первый образец многорежимного двигателя с высокотемпературным тепловым аккумулятором уже создан Исследовательским центром им. М.В. Келдыша и проходит отработку. В РКК "Энергия" ведется разработка криогенной топливной системы и СЭДУ в целом применительно к комплексу "Ямал". На первом этапе в качестве источника энергии планируется использовать солнечные батареи, а в дальнейшем - солнечные концентраторы, о чем будет сказано ниже.

Это перспективнейшее направление - заявка на то, что после модернизации самой надежной экологически чистой ракеты в мире - ракеты-носителя "Союз" - можно будет выводить на геостационарную орбиту аппараты массой, близкой к выводимой массе КА на сегодняшней самой мощной ракете-носителе "Протон". Это очень важный фактор, так как систематически, а особенно в связи с последними авариями, возникают затруднения при получении согласия Республики Казахстан на запуск ракеты "Протон"....

Источник:
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
"НОВЫЕ РОССИЙСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ ПОСЛЕДНИХ ЛЕТ"
Семенов Юрий Павлович
академик, президент, генеральный конструктор Ракетно-космической корпорации "Энергия" им. С.П. Королева.

Ссылка на источник:

Рекомендую прочитать - весьма значительный документ! Оказывется мы все еще "Впереди планеты всей", в том числе и по солнечным двигателям! Я взял только маленький кусочек а там много еще чего интересного, практически на все темы. Почитайте не пожалеете.

Цитата:
....СЭДУ при работе в двигательном режиме (уровень тяги десятки-сотни Н) способны обеспечивать межорбитальные перелеты КА по энергетически оптимальным многовитковым траекториям за относительно короткое время (например, с низких орбит на геостационарную (ГСО) в течение 30-60 сут) при высоком удельном импульсе тяги, а при работе в энергетическом режиме v обеспечивать высокий уровень электроснабжения целевой и служебной аппаратуры КА при его функционировании на рабочей орбите. Оценки Центра Келдыша и результаты зарубежных исследований показали, что СМТ с СЭДУ позволяют (в сравнении с современными СМТ с жидкостными или твердотопливными ракетными двигателями) либо повысить непосредственно целевую (косвенно и экономическую) эффективность КА на рабочей орбите при использовании определенной ракеты-носителя (РН) (за счет большей располагаемой массы целевой аппаратуры и более высокого уровня ее энергообеспечения), либо при той же массе КА использовать РН более легкого класса с меньшими стоимостью пуска (прямое повышение экономической эффективности) и временем подготовки к старту. Проведенный сравнительный анализ СЭДУ различных схем применительно к российским условиям показал, что реализация межорбитальных перелетов по энергетически оптимальным траекториям длительностью 30-60 сут и компоновка орбитального комплекса в зонах размещения полезного груза РН возможна лишь при условии наличия в составе СЭДУ: теплового аккумулятора (ТА) с весьма высокой энергоемкостью и многорежимного двигателя, способного работать как в режиме обычного ЖРД на холодных компонентах топлива (водород и кислород), так и в режимах с нагретым в ТА водородом с его дожиганием с кислородом или без дожигания....

Анатолий Коротеев, директор Центра Келдыша, академик РАН

Полностью статья здесь:

1. www.mai.ru/projects/mai_works/articles/num1/article7/auther.htm

2. К задаче выбора теплоаккумулирующего вещества для солнечного теплового ракетного двигателя

Не в порядке придирки, а в порядке развеянии мифов

quote:

---

Насчет гелия - попробуй закачать его в обычный кислородный баллон для газосварки. Сколько времени он у тебя там будет оставатся

---

 

Сколько надо? У знакомого хромато-массспектрометра уже 10 лет два запасных баллона с гелием хранятся, недавно проверял давление - 180 атмосфер, как указано в паспорте. Правда, баллоны для газосварки не использовались

varban>У знакомого хромато-массспектрометра уже 10 лет два запасных баллона с гелием хранятся, недавно проверял давление - 180 атмосфер, как указано в паспорте. Правда, баллоны для газосварки не использовались

У меня тоже балон с гелием, для течеисктеля, "сто лет" уже хранится Только он толщиной наверно моллиметров 25! Из стали. И гелий там газообразный а не жидкий. Другие условия.

SOTV - потенциально очень класная штука. Но 'кинетически' - увы. В теории при небольшом расходе в ней можно достигнуть УИ порядка 10-15 км/с, соотвествующих температуре истекающего водорода в 6k K - температуре фотосферы Солнца.
Проблема в том, что водород не в чем греть.

varban>Так что не стоит импульсом разбрасываться.
varban>В "+100...200 секунд" заключен весь прогресс двигателестроения за полвека!
varban>За такие слова любой ракетчик тебя придушит, не отходя от кассы... ладно, живи уж

Но всё-таки удавиться ради 10 секунд УИ тоже не стоит. Если сравнительно небольшое снижение УИ резко удешевляет двигатель, то имеет смысл на это идти и на это идут. Если я правильно понял, при создании дв-ля "Вулкан" (Ариан-5) и RS-68 (Дельта4) ради дешевизны отказались от схемы с дожиганием генераторного газа. Газ после турбины, содержащий избыток водорода, просто выкидывают за борт. На этом они терят 30 сек УИ, это компенсируется ростом стартовой массы, но в сумме при той же ПН ракета получается дешевле, чем если бы дв-ль был с дожиганием. Так что лозунг "УИ любой ценой" не проходит. Особенно когда "любая" цена оказывается слишком высока.

Джентльмены! Вы видно все люди молодые, так послушайте СТАРОГО Ламера. Вы обо всём этом вероятно только впервые услышали, воспринимаете как некую "новую технологию", а я уже 30 лет эту лабуду читаю. Поверьте мне на слово: все эти ЭРД, СОТВ и прочее это старый хлам выброшенный на помойку 30 лет назад.
Вообще все МАРШЕВЫЕ двигатели на солнечной энергии это туфта. Потому что очень низка пространственная плотность этой энергии. Устройства для её сбора и применения сжирают весь эффект от роста УИ. И всё равно много собрать не удаётся и поэтому время манёвра затягивается до бесконечности. (шутка. ато Карибен накинется). Да ещё на низких орбитах постоянно в тень земли заходит, да ещё всякое разное.
Вы посмотрите: ну слетал Дип Спейс, ну и как? Все в восторге от результатов? Кинулись внедрять ЭРД? Он улетел на свалку истории. Ну слетает СОТВ. И туда же. А потом прийдёт новое поколение изобретателей и начнёт по-новой раскручивать эту лабуду.
Послушайте вывод от Старого Ламера: Энергия для манёвра должна находиться на борту аппарата. Пока это химическая. И в обозримом будущем она будет химическая. В дальнейшем наверно придумают что-то другое, но сейчас принципы этого другого абсолютно неизвестны. Но можно точно сказать, что это не будет ЯРД. Так что не морочьте себе голову, джентльмены, всё будет по-прежнему летать на кислород-водороде.
Про Марс. Если бы вдруг сейчас действительно нашли бы на марсе что-то такое-этакое, что потребовало бы организации пилотируемой экспедиции, то и туда бы полетели на обычных ЖРД.

hcube>SOTV - потенциально очень класная штука. Но 'кинетически' - увы.

Все недостатки компенсируются простотой и дешевизной конструкции. А также потенцеальной многоразовостью и многопрофильностью, если не сказать универсальностью.

hcube>Проблема в том, что водород не в чем греть.

Да вы плохо этот топик прочитали, или по ссылкам не ходили! Все вопросы решены положительно, наземные отработки проведены, в следующем году возможно пройдут летные испытания.

Старый> все эти ЭРД, СОТВ и прочее это старый хлам выброшенный на помойку 30 лет назад.

30 лет назад и радиотелефон окозался невостребован, а сейчас он есть у каждого второго студента. Вам "Старым" однажды отбросившим какието идеи трудно вернутся и пересмотреть их под сегодняшним углом зрения. Так что не надо нас тормозить! Мы свои ошибки сами совершим и сами на грабли наступим

Старый> Послушайте вывод от Старого Ламера: Энергия для манёвра должна находиться на борту аппарата.

"Движущая сила должна находится на борту корабля! Нельзя пологаться на не предсказуемый ветер!" - говаривал Колумбу его знакомый капитан катаржной, весельной галеры.

Если вас слушать придется на паравозы пересесть и запас угля с собой возить! МПС будет в этом случае к тому-же независима от РАУЕЭС

Старый> Так что не морочьте себе голову, джентльмены, всё будет по-прежнему летать на кислород-водороде.

Хорошо бы если все, но ведь мы то все на НДМГ+АТ летаем

Старый> Если бы вдруг сейчас действительно нашли бы на марсе что-то такое-этакое, что потребовало бы организации пилотируемой экспедиции, то и туда бы полетели на обычных ЖРД.

Ну а пока пусть шлют автоматы с помощью дешовых SOTV

Ну и в чем ты его будешь греть? В фокусе солнечной печи плавится даже вольфрам! 6k K - не шутка! А проектировать принципиально не достигающий максимальных характеристик двигатель - плёхо, отшень плёхо. Лучше уж пустотный водородный ЖРД.

Картинку опять вставить не смог

Warning: getimagesize: Read error! in /usr2.2/WWW/uka.3d/airbase/htdocs/inc/tools/imagesize.phtml on line 52
Warning: getimagesize: Read error! in /usr2.2/WWW/uka.3d/airbase/htdocs/inc/tools/imagesize.phtml on line 68

height= border=0>