Поиск  Пользователи  Правила 
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация
Войти
 
Страницы: 1 2 3 4 5 ... 8 След.
RSS
Просьба о помощи. ТЯРД.
 
Товарищи форумчане! Я занимаюсь АИ-НФ проектом и мне потребовалась помощь.... Конкретно грамотное и правдоподобное описание ТЯРД. На основе данных из И-нета я сделал некоторые наброски....
В общем прошу их дополнить и если можно нарисовать несколько иллюстраций компоновки двигателя. Авторы будут указаны в материале.
Материал будет размещён тут http://ussrbase.narod.ru

Термоядерный реактивный двигатель - ТЯРД. Проблема создания ТЯРД привлекала
внимание много лет (первые публикации на эту тему появились не позднее 1958 года
— статья Дж. Росса, в русском переводе издана в 1961 г. в сборнике «Ионные, плазменные
и дуговые ракетные двигатели»). Практически каждая новая концепция УТС в скором
времени перелагалась для двигательного применения, исключение составляют, пожалуй,
только стеллараторы.
В термоядерных установках возможно использование следующих реакций:
D + D —> 3 He + n + 3,3 МэВ,
D + D —> T+p+4 МэВ,
D + T —> 4He+n+17,6 МэВ,
D + 3He —> 4He+p+18,3 МэВ
Пары D-T и D-3He энергоемки, но и T дефицитен — тритий получается
при облучении лития нейтронами, а 3Не добывается на Луне из реголита. Но в случае
ТЯРД потребные количества Т или 3He намного меньше, чем требовалось бы промышленным
реакторам, поэтому пару D-D, подкупающую лишь своей дешевизной, можно не принимать
во внимание. D-3He часто называют чистой реакцией, т.к. все ее продукты — заряженные
частицы, которые можно удержать магнитным полем. Но тем не менее она не является
вполне чистой, т.к. в смеси D и 3He всегда будет определенное число побочных реакций
D-D, дающих нейтроны. Действительно чистая — более «тугоплавкая» реакция 334
Важным параметром реакции, кроме энерговыделения, является критерий Лоусона —
ограничение снизу на величину произведения концентрации плазмы n на время удержания
t, он определяет условия, при которых энергопотери (в основном на излучение) будут
перекрываться энергетическим выходом с учетом к.п.д. преобразователей.
Первые ТЯРД использовали наименее требовательную топливную пару D-Т (температура
зажигания 10 кэВ и минимальное nt=1020 м-3с против соответственно 100 кэВ и nt=1022
м-3с для D-3He), которая к тому же дает вполне достойный энергетический выход.
Ее единственным недостатком является нейтронная радиация, но в космосе она не
страшна, а потеря энергии с нейтронами не так безвозвратна, как обычно считается
— если поглощать половину сферически-симметрично разлетающихся нейтронов, они могут
повысить тягу и УИ на 20-30%. Поглощаемые нейтроны можно использовать, например,
в подкритическом реакторе деления, что поможет замкнуть цикл по энергии (можно
ожидать дополнительного энергетического выхода порядка 100 МэВ на один термоядерный
нейтрон).
В ТЯРД по традиции используются систем магнитного удержания плазмы. Для
упрощения консрукции и уменьшения её массы используются открытые конфигурации
систем удержания - (магнитные бутылки разных типов, назывемые еще пробкотронами).
ТЯРД на их основе вписываются в компактные габариты, а малый объем области реакции
позволяет упростить и облегчить магнитную систему. Этому способствуют и высокие
допустимые значения b (отношения кинетического давления плазмы к давлению магнитного
поля вне плазмы). Пробкотроны имеют и другое соблазнительное преимущество — их
время удержания плазмы, в отличие от токамаков, определяется не турбулентностью
(явлением труднопредсказуемым), а столкновительными процессами, поэтому и были
созданы магнитные бутылки, способные конкурировать с токамаками.
Неудивительно, что большинство предлагавшихся ТЯРД базировалось на открытых
ловушках — начиная с раннего проекта Росса 1958. К сожалению, из-за ограниченности
места трудно рассмотреть все в подробностях, упомянем лишь, что в нашей стране
пионером исследований в этом направлении был И. Н. Головин (ИАЭ им. Курчатова).
Определившись с наиболее вероятным методом получения плазмы, конструкторы
столкнемся со следующей проблемой: полученную плазму нужно для получения тяги
выбросить из двигателя. Из магнитных же бутылок она вытекает достаточно естественным
путем, но для получения тяги плазма должна вытекать преимущественно из одного конца
пробкотрона (в идеале — только из одного). В принципе асимметрии потерь можно без
особого труда добиться, использовав катушки неодинаковой мощности (как это предлагал
Росс), но тогда полезную работу будет совершать лишь малая доля выбрасываемой плазмы.
Идеальный вариант — полностью затормаживать поток из одной пробки, попутно
получая электроэнергию. Это можно сделать, используя расширитель, в котором частицы
плазмы, двигаясь вдоль расходящихся веером линий магнитного поля, удаляются друг
от друга, так что с некоторого момента их можно уже считать независимыми частицами.
Затем перед входом в область коллектора электроны выводятся из пучка магнитным
полем, более тяжелые ионы его не замечают и замедляются электрическим полем в
коллекторе, оседая на его пластинах, их кинетическая энергия преобразуется в
электрический ток.
Ускорение истекающей рабочей плазмы в двигателе осуществляет система
магнитного сопла. Которая так же предохраняет канал истечения и конструкции
двигателя от контакта с плазмой и затормозившимися независимыми частицами.
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
И тишина.... Грустно. Ждал крити и предложений а тут тишина. Ну подожду ещё. :)
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Ограничтесь одним топиком.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун
 
Цитата
Пары D-T и D-3He энергоемки, но и T дефицитен — тритий получается
при облучении лития нейтронами, а 3Не добывается на Луне из реголита.
3He образуется из Т в результате бета распада, так что необходимые для реакции элементы можно получить на Земле из 6Li облучая его нейтронами, дешевле и в достаточном количестве , чем если пытаться добывать его на Луне.
 
Чем инициируется реакция?
Какая первоначальная мощность необходима для создания бутылочного магнитного поля?
Приблизительные рабочие температуры и габариты.

Сообщите, пжлста.
 
SS-20
Цитата
дешевле и в достаточном количестве , чем если пытаться добывать его на Луне.


Не дешевле. Дороже, и намного. В том-то и дело, что в термоядерном сообществе о реакторах на гелии-3 вообще практически не говорили до тех пор, пока гелий-3 не обнаружили в лунном реголите.
 
Цитата
SS-20
Цитата
дешевле и в достаточном количестве , чем если пытаться добывать его на Луне.


Не дешевле. Дороже, и намного. В том-то и дело, что в термоядерном сообществе о реакторах на гелии-3 вообще практически не говорили до тех пор, пока гелий-3 не обнаружили в лунном реголите.


Литий-6 из которого получают тритий и сам по себе довольно дефицитен. Если еще и гелий-3 получать из трития (ждать пока он образуется самопроизвольно) - тут впору не о цене говорить, а о реализуемости вообще такой схемы.

Если память не изменяет, на земле всего единицы килограммов гелия-3; это один из самых дорогих изотопов.

Помнится, встречал статью, где обосновывалась экономическая целесообразность добычи гелия-3 на Луне даже если его стоимость будет 1 млрд. долларов за тонну.
 
Аполлогет
Цитата
Литий-6 из которого получают тритий и сам по себе довольно дефицитен.


И получение трития - тоже не халява.

Цитата
Если память не изменяет, на земле всего единицы килограммов гелия-3;


Именно; практически весь имеющийся на Земле гелий-3 образовался при распаде трития, наработанного для ядерного оружия.

Цитата
Помнится, встречал статью, где обосновывалась экономическая целесообразность добычи гелия-3 на Луне даже если его стоимость будет 1 млрд. долларов за тонну.


Таких работ немало.
 
Цитата
Чем инициируется реакция?
Какая первоначальная мощность необходима для создания бутылочного магнитного поля?
Приблизительные рабочие температуры и габариты.

Сообщите, пжлста.

А я и сам пока не знаю. Для того чтобы это узнать сюда и пришол.
Инициация реакции - СВЧ накачка "аля ТОКОМАК", возможное ещё кое что оттуда же..
Первоначальная мощность... - получается от бортового ТЯ реактора корабля. Конкретная мощность - попытаюсь прикинуть на пальцах.
Сообщю позже.
Габариты.... довольно большие.До 20 метров в длину для небольшого корабля. Масса до 50..100 тон.
А вообще ия к вам и пришёл чтобы оное посчитать. :)
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Гелий-3 можно добывать и так. Всё по ссылке.
http://element114.narod.ru/Projects/he3uran.html
Выглядит довольно неплохо на поверхностный взгляд.
Топливо - не проблема....
Сначала надо хотя бы какую то схему ТЯРД набросать.
Хотя она есть уже......
Значит надо детализировать. :)
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Цитата
3Не добывается на Луне из реголита.

Что, уже?!?
Я бы на вашем месте вот еще о чем подумал. Какова будет тяговооруженность вашего АКС при таком выборе ДУ? Не получится ли белазовский движок на шасси феррари? Вы ведь на этом АКС воевать собрались, не так ли? :)
В параллельной ветке вам уже рекомендовали в качестве топлива атомарный водород - имхо, хороший вариант. Плюс линейная конструкция двигателя с соплом внешнего расширения - и все: "веселись, Россия, Швеция держись" (с) :)
Еще не все потеряно!
 
Ну, если это НФ, вовсе не обязательно досконально описывать конструкцию "Плунжерных инжекторов L-хиральных Т-мюонов"

Достаточно в паре мест с умным видом ввернуть что-то типа
"...реактор и так выдавал форсажную мощность. Будь это взлет с Земли - дармового рабочего тела - атмосферного воздуха - было бы завались, а сейчас приходилось менять удельный импульс на тягу. Каждый маневр уклонения заставлял цифры на дисплее скакать вниз значительо быстрее, чем того бы хотелось лейб-корветтен-поручику Звездного Флота Российской Империи Князю Ивану Голицыну" - в таком вот аксепте. ;-)

Для всяческих варгеймов кстати тоже достаточно установить правило - при фиксированной мощности чем выше тяга, тем ниже УИ объединенной двигательной установки.
ИМХО, конечно ;-)
 
Хм, т.е получается связка: обычный атомный реактор - преобразователь энергии - термояд.

А не пойдет ли схема: ядерный реактор с прямым преобрзованием нейтронов в лазерное облучение - поджиг термоядерной реакции?

Тогда и габариты, и масса снизится.

Вулкан был способен вывести на околунную орбиту 43 тонны.
Что сейчас сможет - не представляю. Разве что по частям и собирать на околоземной орбите.
 
Аполлогет
Цитата
Если память не изменяет, на земле всего единицы килограммов гелия-3;


Если точнее - несколько сотен кг. Где-то 300 из трития для ядерного оружия и образующегося в реакторах типа CANDU, и где-то 200 в природном газе.

falanger
Цитата
Инициация реакции - СВЧ накачка "аля ТОКОМАК", возможное ещё кое что оттуда же..


Нагрев, проще говоря. Называется ИЦР, ионно-циклотронный нагрев.

Цитата
Первоначальная мощность... - получается от бортового ТЯ реактора корабля.


Ерунда. Никто и никогда не станет городить отдельно термоядерный реактор, а отдельно - движок. Хотя бы потому, что энергет. реактор сложнее движка :D

Цитата
Конкретная мощность - попытаюсь прикинуть на пальцах.


Пока что минимальная мощность термоядерного реактора оценивается в сотни МВт (ИТЭР - 500 МВт).

Цитата
Габариты....


Плотность энерговыделения в термоядерной плазме - от 1 до 10 МВт. Можете оценить объём.
 
Цитата
Что, уже?!?
Я бы на вашем месте вот еще о чем подумал. Какова будет тяговооруженность вашего АКС при таком выборе ДУ? Не получится ли белазовский движок на шасси феррари? Вы ведь на этом АКС воевать собрались, не так ли? :)
В параллельной ветке вам уже рекомендовали в качестве топлива атомарный водород - имхо, хороший вариант. Плюс линейная конструкция двигателя с соплом внешнего расширения - и все: "веселись, Россия, Швеция держись" (с) :)

Атомарный водород.... А как его хранить? А как его получать?
И так далее.... Не верится мне в него как то. ТЯРД/ЯРД на РВС как то более реалистичны и более понятны.
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Цитата
Ну, если это НФ, вовсе не обязательно досконально описывать конструкцию "Плунжерных инжекторов L-хиральных Т-мюонов"
.......
Для всяческих варгеймов кстати тоже достаточно установить правило - при фиксированной мощности чем выше тяга, тем ниже УИ объединенной двигательной установки.

Просто у меня будет сайт, где будут вывешены максимально детализированные данные на технику с полным набором ТТХ и прочего. В идеале вплоть до точных поотсечных чертехей. Типа эскизный проект. :)
К тому же я хочу досконально описать конструкция для себя, ну хочется знать как работает всё. :)
А в книге конечно полного описания того как жидкий He3 и D поступают из бака вплоть до выхлопа.....
К тому же максимально разработав конструкцию можно максимально точно обсчитать её ТТХ. Например энерговыход, требуемую мощность систем охлаждения, обьёмы и так далее.
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Цитата
Хм, т.е получается связка: обычный атомный реактор - преобразователь энергии - термояд.

А не пойдет ли схема: ядерный реактор с прямым преобрзованием нейтронов в лазерное облучение - поджиг термоядерной реакции?

Тогда и габариты, и масса снизится.

ЯР - нафиг! ТЯРД и ТЯР на корабле и так есть. Зачем что то чем то преобразоввывать если можно сразу сделать ТЯРД? Для начального запала в "пробкотроне" энергия от ТЯР. А дальше... В ТЯРДе на пробкотроне генерируемая мощность пропорциональна тяге. :)
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Цитата

Нагрев, проще говоря. Называется ИЦР, ионно-циклотронный нагрев.


Спасибо за пояснение.

Цитата

Ерунда. Никто и никогда не станет городить отдельно термоядерный реактор, а отдельно - движок. Хотя бы потому, что энергет. реактор сложнее движка :D


Станет ибо нужно! ТЯРД же работает не всё время, а его энерговыход (по крайней мере тЯРД на "пробкотроне" зависит от тяги. Соотвественно ТЯР нужен для стоянки, первоначального запуска ТЯРД, для обеспечения прочих систем и так далее.

Цитата

Пока что минимальная мощность термоядерного реактора оценивается в сотни МВт (ИТЭР - 500 МВт).


ИТЭР - вообще то система с замкнутой конфигурацей, а конкретнее ТОКОМАК. По некоторым оценкам мощность ТОКОМАКА с внешним радиусом коколо 2 м будет 1...1,5 ГВт. А вот про мощность ТЯРД на "пробкотроне" наверняка меряется другими формулами и значениями.

Цитата

Плотность энерговыделения в термоядерной плазме - от 1 до 10 МВт. Можете оценить объём.


А на какой обьём прихожется те самые 1.. 10 МВт? Тогда и можно оценить рабочий обьём системы.
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
 
Посмотрите проект "Дедал", (н-р, по-русски - Гэтланд "Космическая техника", есть в "Эпизодах космонавтики") и забудьте про магнитное удержание...
im
 
Цитата
Посмотрите проект "Дедал", (н-р, по-русски - Гэтланд "Космическая техника", есть в "Эпизодах космонавтики") и забудьте про магнитное удержание...

Но почему то большинство достижений на магнитных системах... И такие глупые люди строят ТОКОМАК ИТЭР на магнитных системах....
И большинство простых и компактных ТЯРД по проектам на основе "пробкотронов" которые на удивление "магнитные системы"......
Просто на системах с инерционных удержанием я чего то сомниваюсь что построят ТЯРД.....
Такое моё ИХМО.
Танки грязи не боятся! Особенно Т-3200!
Хочеш веселья? Дёрни кольцо! (с) Надпись на гранате.
Страницы: 1 2 3 4 5 ... 8 След.
Читают тему (гостей: 1)
Журнал Новости Форум Фото Подписка Рекламодателям Контакты