Объясните, пожалуйста!

Автор Ascar D200, 18.10.2013 21:33:57

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

Ascar D200

Читаю про ионные двигатели и у меня вопрос:
Вот сам ИД. Его масса N масса полезного груза те же N.
При взлёте с поверхности Земли какова будет масса электрической батарейки?

Антикосмит

Не взлетит. Ни при какой массе. У ионных и подобных им двигателей очень низкая тяга и вообще они в атмосфере не работают. Зато высокий удельный импульс, означающий, что на 1 кг отбрасываемого рабочего тела можно обеспечить тягу на порядок или даже на два выше, чем у химических двигателей.
Ты еще не встретил инопланетян, а они уже обвели тебя вокруг пальца (с) Питер Уоттс

Ascar D200

Антикосмит

Все пишут, что низкая тяга. Я не понимаю, почему. Это из-за того, что нужно ставить на ракету источник электричества? (аккумулятор?) Если этот источник взять маленький, чтобы хватило на работу движка... 100 секунд, тяга повысится?

Антикосмит

Тут все дело в удельной энерговооруженности. С тем что есть или большая тяга, но низкий удельный импульс или малая тяга, но большой УИ. Совместить и то и другое пока у человечества кишка тонка. Ну и физические законы и конструктивные особенности накладывают принципиальные ограничения. В условиях сильного гравитационного поля для снижения гравитационных потерь нужна большая тяговооруженность.
Ты еще не встретил инопланетян, а они уже обвели тебя вокруг пальца (с) Питер Уоттс

Ascar D200

Ладно, не буду больше кружить и спрошу прямо.
Вот есть такой 
Стребков Д.С. Академик РосСельХозАакадемии, Директор Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства
Он предлагает реактивные токи для ионного двигателя.
Его идеи, они насколько реальны?

Антикосмит

Подробнее изложите что он там предлагает
Ты еще не встретил инопланетян, а они уже обвели тебя вокруг пальца (с) Питер Уоттс

Ascar D200

Антикосмит 
Я только недавно узнал, захотелось услышать, что на форумах думают.

Можете загуглить, я на этой ссылке был
http://www.myshared.ru/slide/64586/#

Pavel

ЦитироватьAscar D200 пишет:
, захотелось услышать, что на форумах думают.

Нашел упоминание только на последней странице :) В целом,во второй половине презентации, там описывалось передача энергии без проаодов. Идея не нова, как и работы по этой теме. В частности есть проекты орбитальных солнечных электростанций на ГСО, которые могли бы сбрасывать энергию на Землю таким образом. Причем эти проекты идут из 60х годов.

Что-до космических кораблей, то автор явно их добавил для эффектности. Хотя при прямой передаче можно что-нибудь придумать, но не в рамках ионных двигателей. Но можно просто греть этой энергией рабочее тело. Может такой двигатель будет и эффективнее ЖРД, хотя вряд ли лучше ЯРД.

Ascar D200

Pavel
Так ведь ионный двигатель это когда разность потенциалов, что там нагревать?

В ионном двигле, как я понял, основная проблема - запас электричества, которую надо таскать с собой, как спирт на фау-2. Если электричество подавать так, и вес аппарата снизится, будет ли ионный двигатель стартовать с земли? Что там с удельным импульсом?
Зачем вы предлагаете нагревать рабочее тело, если разность потенциалов даёт бОльшую скорость истечения? Или скорость выхлопа не важна?

Pavel

#9
ЦитироватьAscar D200 пишет:
В ионном двигле, как я понял, основная проблема - запас электричества, которую надо таскать с собой, как спирт на фау-2. Если электричество подавать так, и вес аппарата снизится, будет ли ионный двигатель стартовать с земли? Что там с удельным импульсом?
Зачем вы предлагаете нагревать рабочее тело, если разность потенциалов даёт бОльшую скорость истечения? Или скорость выхлопа не важна?
Не совсем. Попробую на пальцах. Если например поставить СБ, то таскать нужно только СБ. Энергия которую они выработают (чисто теоретически) не ограниченна. Что такое любой двигатель? По сути у него два важных параметра: удельный импульс и расход топлива. Их произведение дает тягу. Удельный импульс по сути характеризует скорость вылета частиц, расход сколько частиц вылетает в единицу времени. Как можно догадаться чем больше скорость и количество частиц тем больше энергии надо потратить. Причем  удельный импульс растет не линейно от скорости. Там вторая степень. То есть чтоб увеличить скорость в два раза, нужно потратить в четыре раза больше энергии. И если у нас ограничено энергии надо думать, что для нас важнее тяга или импульс. Это относиться ко всем двигателям. Из-за чего рекордсмены по тяге - ЖРД обладают относительно небольшим импульсом, а ионники очень и очень малой тягой.  Если нужно большая тяга, то нужно и куда больше энергии. 

Возьмем навскидку данные из красной энциклопедии. Уверен есть и лучше, но для оценки, имхо, сойдет.
 Тяга 0.1 грамм. Импульс 100 км/с  мощность сотни ватт. Тогда для одного грамма нужен 1 КВт, Для 1 кг - 1МВт, 1 тонны 1Гвт. Один энергоблок АЭС. Одну тонну уже можно использовать для создания ракеты, но где взять столько энергии? Особенно если учесть потери на передачу.

Но это все  относится к идеальным двигателям. Если вдруг удастся создать двигатель на 1 тонну, то может он и будет небольшой массы.Хотя бы килограмм сто - двести. Но пока масса подобных двигателей больше, чем их тяга, то есть сколько бы их не было, взлететь не получиться. Вот на орбите уже совсем другое дело.

Есть ли выход при таких условиях? Есть, если решить разработать двигатель с куда меньшим удельным импульсом, но большей тягой.

Как то так, если на пальцах  ;)

Ascar D200

Pavel
Спасибо, что ответили. Чем-то напомнило объяснение "почему нельзя создать вертолёт с мощностью 1 человеческая сила".
http://science.russiaregionpress.ru/archives/396

Антикосмит

Дык сделали же. Только летает он нызенько, нызенько
Ты еще не встретил инопланетян, а они уже обвели тебя вокруг пальца (с) Питер Уоттс

G.K.

ЦитироватьАнтикосмит пишет:
Только летает он нызенько, нызенько
Но летает же :)
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0AtceJ_4vZ7mSdDV4QWVVdEY0RXRFQUc0X05RZjFpN1E#gid=10
Планы пусков. Обновление по выходным.

ааа

ЦитироватьG.K. пишет:
ЦитироватьАнтикосмит пишет:
Только летает он нызенько, нызенько
Но летает же  :)
Значит, тот, кто приводит его в движение, не человек. :)
"One small step for a man, one giant leap for mankind." ©N.Armstrong
 "Let my people go!" ©L.Armstrong

Artemkad

ЦитироватьPavel пишет:
Энергия которую они выработают (чисто теоретически) не ограниченна.
А практически ограничена временем деградации СБ.
:-\

Иван57

ЦитироватьАнтикосмит пишет:
Не взлетит. Ни при какой массе. У ионных и подобных им двигателей очень низкая тяга и вообще они в атмосфере не работают.
Не совсем так :)
http://www.popmech.ru/article/6841-na-ionnoy-tyage/

Старый

ЦитироватьAscar D200 пишет:
 Pavel
Спасибо, что ответили. Чем-то напомнило объяснение "почему нельзя создать вертолёт с мощностью 1 человеческая сила".
 http://science.russiaregionpress.ru/archives/396
Объяснение Павла обратно к действительности. Проблема не в массе источника энергии а в удельной массе самого двигателя. Ионный двигатель можностью (условно) в киловатт и тягой в  грамм весит килограмм. Поэтому даже если источник энергии будет невесомый и бесконечной мощности то двигатель не сможет сам себя оторвать от земли. Причём ограничения на удельную массу двигателя принципиальные. Сделать двигатель тягой в грамм массой 0.5 грамма невозможно.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Bell

ЦитироватьAscar D200 пишет:
Стребков Д.С. Академик РосСельХозАакадемии, Директор Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства
Лучше бы он занимался электрификацией сельского хозяйства, а не изобретал вундервафли с претензиями на мировое значение...
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

ЦитироватьСтарый пишет:
Объяснение Павла обратно к действительности. Проблема не в массе источника энергии а в удельной массе самого двигателя.
он то же самое писал, но ты не дочитал:

ЦитироватьPavel пишет:
Но это все относится к идеальным двигателям. Если вдруг удастся создать двигатель на 1 тонну, то может он и будет небольшой массы.Хотя бы килограмм сто - двести. Но пока масса подобных двигателей больше, чем их тяга, то есть сколько бы их не было, взлететь не получиться. Вот на орбите уже совсем другое дело.

Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

cross-track

ЦитироватьСтарый пишет:
Ионный двигатель можностью (условно) в киловатт и тягой в грамм весит килограмм. Поэтому даже если источник энергии будет невесомый и бесконечной мощности то двигатель не сможет сам себя оторвать от земли. Причём ограничения на удельную массу двигателя принципиальные. Сделать двигатель тягой в грамм массой 0.5 грамма невозможно.
Я бы с невозможностью не зарекался. Есть новые подходы к этой задаче:
http://scsiexplorer.com.ua/index.php/novie-razrabotki/elektronika-i-transport/1087-novaja-zhizn-ionnogo-dvigatelja.html
http://compulenta.computerra.ru/tehnika/transport/10005887/
Не все у нас еще хорошо, кое-что - просто замечательно!