Ядерный двигатель

[Vlad_hm]

naunau пишет:
Крутить СБ очень как придётся т.к. на раскрутку у земли и скрутку у марса(на пример) потребуется несколько месяцев.

Не нужно.
Вообще.
Ну, за очень малой компенсацией, если уж быть корректным. Зачем ему значимо и часто крутить "крылышками"? Проще сделать запас по площади (а его нужно будет делать в любом случае, на деградацию и прочие процессы разного уровня потребления), накопители энергии для прохождения тени при движении у планетных тел. Более того, именно потому аморфный кремний, даже в силу меньшего КПД, может быть предпочтительнее поли- и монокристаллического - они лучше "держат радиацию", лучше подходят для гибких систем, и многое другое. В той ссылке, что я сразу дал, от ЦНИИМАШ, в эксперименте Знамя-СБ, предполагалось испытывать для накопителей системы с водородным циклом, но можно и не только это.
Развёрнутые СБ могут весь путь (и при раскрутке от Земли, и на основном пути, и при "скрутке" у Марса) занимать примерно одно и то же положение - в нормали по отношению к Солнцу. Прецессия на траектории есть, конечно, и её нужно будет компенсировать, но очень мала будет. Никаких "крутых виражей" аппарату делать с его тягой не придётся.

МКС "крутит-вертит" своими СБ в силу их скудости, и своего изначального проекта. Не хватает их мощности с избытком, их эффективные размеры по сравнению с самой станцией не позволяют игнорировать их положение, не хватает систем рекуперации энергии, чтобы не крутить. Вынужденное решение малого масштаба реализации.

Ну и, если потребуется, у человечества давно есть методы и решения для управления гибкими площадными объектами для уменьшения нежелательных сил, действующих на них при манёврах. Парусные суда ходят по морям уже достаточно давно.
Вообще тут говорят о 20 гектарах "лопухов". Это по мощности... если взять 10% кпд для аморфного кремния на гибкой подложке (чего гнаться за процентами?), и солнечной постоянной на орбите Марса... хм... выжмем порядка 10-12 МВт. Не так уж мало. Зато просто и очень надёжно. ДУ с потреблением 7-8 МВт в пике, скажем. С запасом на деградацию и прочая.

[Alex_II]

Vlad_hm пишет:
Вообще тут говорят о 20 гектарах "лопухов". Это по мощности... если взять 10% кпд для аморфного кремния на гибкой подложке (чего гнаться за процентами?), и солнечной постоянной на орбите Марса... хм... выжмем порядка 10-12 МВт.

Энергиевский МЭК ЕМНИП считали на 15 МВт

[Alex_II]

Kap пишет:
Медленно и печально поворачивает.

Угу. Летучий лопух в принципе не способный к маневрированию...Впрочем если строить в Лагранже-2 и возвращаться туда же - сойдет наверное...

[Vlad_hm]

Alex_II пишет:

Vlad_hm пишет:
Вообще тут говорят о 20 гектарах "лопухов". Это по мощности... если взять 10% кпд для аморфного кремния на гибкой подложке (чего гнаться за процентами?), и солнечной постоянной на орбите Марса... хм... выжмем порядка 10-12 МВт.

Энергиевский МЭК ЕМНИП считали на 15 МВт

Можно и лопухи сделать на 15 МВт, вопрос проектных требований.
Я не против МЭК, собственно.
Пусть делают.
Но есть такое понятие - технологическая готовность к реализации.
Так вот, для СБ его уровень несравненно выше, чем для МЭК.
Повторюсь, я просто говорю, что проект на СБ в пределах орбиты Марса может быть очень достойным конкурентом для ядрёной лошадки. По многим параметрам.
Собственно, имхо, потому NASA и совершенно спокойно смотрит на заявления России о планируемой ею игрушке. И не спешит "догонять" нас на сем поприще. Да, любим мы всё ядрёное, во всём мире это давно уже поняли. Сделает Россия МЭК, предоставит его в рамках кооперации (если будет на то соответствующая политическая конъюнктура) для экспедиции на Марс - хорошо. Не сделает - можно и без нас, и без МЭК. Можно и вообще на химии. Для миссий раз в 3-4 года (а это ещё очень оптимистично!) более чем.

[Alex_II]

Vlad_hm пишет:
Для миссий раз в 3-4 года (а это ещё очень оптимистично!) более чем.

Вопрос в продолжительности миссий и количестве необходимого груза. Каждый пилотируемый КК туда-обратно - это штуки три-четыре беспилотных миссий с оборудованием и расходниками туда... Сколько там супертяжей на каждый перелет выходит - штук шесть, а если на химии - десять-двенадцать наверное? Можем несколько повредить атмосферу...

[Vlad_hm]

Самый главный вопрос - нужен ли буксир вообще.

[m-s Gelezniak]

Нужен.

[Татарин]

Проблема у любых нынешних проектов с солнечными батареями - отношение массы к мощности. Оно ниже, чем для реактора. Заметно ниже даже для чистых СБ с конструкциями, а если уж добавить аккумы (300Вт*ч/кг - то туши свет, никуда уже не летим. 
Масса принципиальна, потому что бОльшую часть своей тяги буксир будет тратить на разгон себя, любимого, и даже с ядерным реактором - большой вопрос, имеет ли это смысл. С СБ смысла точно нет.

Текущий проект ЯЭУпредполагает около 15кг/кВт (это энергетика без двигателей). БольшИе СБ - минимум 100 (для пленочных), и это без учета преобразователей. 

А дальше - деградация СБ (пленочные как раз наименее устойчивы) от излучения, солнечного ветра, пыли.
Снижение солнечного излучения при удалении от солнца.
Большой момент инерции у корабля.
Невозможность работать в тени, на низкой орбите (или дополнительная цена и масса за это).

Не, если мы уж всерьез хотим ЭРД-буксир на нынешних технологиях, нам-таки нужен реактор.

[Kap]

Татарин пишет:
Проблема у любых нынешних проектов с солнечными батареями - отношение массы к мощности. Оно ниже, чем для реактора.

Если брать реально-существующие космические реакторы, то выше как раз у СБ. А если реактор перспективный с машинным преобразованием и капельным радиатором, то тогда и СБ на наноантеннах с КПД 80 %.

[Vlad_hm]

Татарин пишет:
БольшИе СБ - минимум 100 (для пленочных)

Минимум 100 кг для плёночных СБ для того, чтобы выжать 1 кВт?

Круто, конечно.

[Vlad_hm]

m-s Gelezniak пишет:
Нужен.

Был бы нужен, давно уже был бы по факту, и летал, а не оставался на бумаге и неопределённом будущем.

[naunau]

Татарин пишет:
Масса принципиальна, потому что бОльшую часть своей тяги буксир будет тратить на разгон себя, любимого, и даже с ядерным реактором - большой вопрос, имеет ли это смысл. С СБ смысла точно нет.

Смысл точно есть, даже с тасканием самого себя     Хоть и есть ньюанс. Берём формулу Циолковского и считаем:
и так пусть будут 2 варианта, водород и ТЭМ. Летим на ГСО с НОО.
1. водород
- УИ двига - 455с
- начальная масса КА 40тонн  (РБ+ПН+топливо)
- масса РБ путь будет центавр ( 2,25т  )
- потребная ХС 3941м/с

на ГСО будет выведена нагрузка 16,5тонн (ПН+РБ), ПН=16,5-2,25=14,25

2. ТЭМ 1МВт
- УИ - 7000с
- начальная масса КА 40тонн (РБ+ПН+топливо)
- масса РБ т.е. ТЭМ 20тонн
- потребная ХС 4740м/с (т.к. ДМТ)

на ГСО будет выведена нагрузка 37,3тонн (ПН+ТЭМ+топливо(1,5тонны)), ПН=37,3-20-1,5=15,8.

ТЭМу нужно 1,5 тонны топлива на возврат на НОО. 

Если рассматривать единичную миссию, то выигрыш (+1,55тонны у ПН) кажется несущественным и ТЭМ таскает сам себя. Но если учитывать многоразовость ТЭМа, выигрыш возникает в РН. Для водородной миссии КАЖДЫЙ РАЗ требуется РН на 40т, для ТЭМа - требуются носители на 20т, плюс один носитель для выведения самого ТЭМа. Чем выше мы подымаем ПН, тем больше выигрыш.

[naunau]

Alex_II пишет:

naunau пишет:
может тогда лучше коллекторы ?    

А может и лучше. Технология настолько дубовая что хрен испортишь...

Дубовость коллекторов и СБ обманчива, там также есть подвижные части - гироскопы, моторы для ориентации зеркал или СБ, насосы в системе охлаждения электрооборудования и т.д.. При выходе их из строя полезность данной конструкции будет стремительно падать.

[naunau]

Kap пишет: 

naunau пишет:
Вот и посчитайте суточный расход топлива зная УИ и тягу.

exp(3/20) = 1.16.

Непонятно что вы посчитали. Считают вроде так: 1000Н/70000мс*86400сек=1,23тонны в сутки.

Kap пишет:
Я уже выкладывал тут листинг скрипта моделирующего полет на ДМТ вокруг Земли - там таких гравипотерь не получается.

моделировали например тут, для отлётной траектории требуется ХС=6639 м/с, т.е. в 2 раза больше гомана.
Я сам моделировал в Орбитер, у меня также вышла 2-х кратная разница.

Kap пишет:
Как-то так.

Хорошая конструкция. Но у такой конструкции будут неудобные орбиты, близкие к полярным например (интересны на луне).
Также очевидно что КА в центре не сможет рулить такими "крыльями", крылья на углах должны иметь собственные средства коррекции.

[Alex_II]

naunau пишет:
Дубовость коллекторов и СБ обманчива, там также есть подвижные части - гироскопы, моторы для ориентации зеркал или СБ, насосы в системе охлаждения электрооборудования и т.д..

Ну, это куда более дубовое оборудование чем реактор... Впрочем коллектора мы всегда можем заменить на реактор - достаточно воткнуть его вместо бака нагреваемого в фокусе зеркал... С солнечными батареями такой номер не пройдет...

[naunau]

Alex_II пишет:

naunau пишет:
Дубовость коллекторов и СБ обманчива, там также есть подвижные части - гироскопы, моторы для ориентации зеркал или СБ, насосы в системе охлаждения электрооборудования и т.д..

Ну, это куда более дубовое оборудование чем реактор... Впрочем коллектора мы всегда можем заменить на реактор - достаточно воткнуть его вместо бака нагреваемого в фокусе зеркал... С солнечными батареями такой номер не пройдет...

Ну да, уровень сложности и напряжённости разный. Просто бытует ошибочное мнение, что у СЭС 1МВт не будет КРИТИЧНЫХ подвижных частей.

[Kap]

naunau пишет:
моделировали например тут , для отлётной траектории требуется ХС=6639 м/с, т.е. в 2 раза больше гомана.

Может я плохой физик но пока не понимаю как получено уравнение 3. Хотя размерности, конечно, сходятся. Кроме того, пост написан как-то странно. В начале аналитически выводится дельтавэ для спирального межорбительного перехода, затем выдается как данность гомановский перелет и наконец - нате вам результаты численного моделирования... Без собственно уравнений которые численно решали. Я не говорю что они не правы - я хочу понять кто из нас прав и в чем ошибка.

naunau пишет:
Я сам моделировал в Орбитер, у меня также вышла 2-х кратная разница.

Это аргумент конечно. Какая была тяга? И вектор автопилот выдерживал в оптимальном направлении?

naunau пишет:
Хорошая конструкция. Но у такой конструкции будут неудобные орбиты, близкие к полярным например (интересны на луне).

Если вы правы на счет ХС раскрутки, конструкция вообще не нужна. Электролет должен будет эксплуатироваться двумя способами:
1) Разгоняться короткими импульсами в перигее накапливая на них энергию всю остальную орбиту. В случае с СЭУ во время зарядки можно крутить весь корабль.
2) Вообще не спускаться глубоко в гравитационный колодец а использовать ЭРД для ускорения межпланетного перелета.
Причем это касается и электро-ядерных потому что у них те же самые потери.

[Alex_II]

naunau пишет:
Просто бытует ошибочное мнение, что у СЭС 1МВт не будет КРИТИЧНЫХ подвижных частей.

Если она на солнечных батареях - можно попробовать. а если на солнечных коллекторах - то куда эти подвижные части денутся? Да там еще и преобразование турбомашинное...

[Alex_II]

Kap пишет:
Причем это касается и электро-ядерных потому что у них те же самые потери.

Вообще моя мечта - это гибрид ЯРД-ЭРД... ЯРД нужен мелкий, на тонну-две тяги, используемый только для того чтоб из гравитационного колодца вылезти... Так что в этом качестве хотелось бы использовать реактор ЯЭУ...

[naunau]

Kap пишет:
Кроме того, пост написан как-то странно. В начале аналитически выводится дельтавэ для спирального межорбительного перехода, затем выдается как данность гомановский перелет и наконец - нате вам результаты численного моделирования...

Они пытались сделать формулу которая приближённо рассчитывает ХС при использовании ДМТ.
Фактически они получали 3 значения 1) по своей формуле, 2)пошаговое моделирование, 3)по гоману.
т.е. ХС для ДМТ они считали двумя способами и получили относительно схожие результаты. Формулы брали из источников внизу.

Kap пишет:
Это аргумент конечно. Какая была тяга? И вектор автопилот выдерживал в оптимальном направлении?

Орбитер очень качественный симулятор. Как моделировал. Взял случайную модель корабля, в с++ указал ему параметры УИ, массу КА и топлива, потом из остатков вычислял затраченную ХС. Потом полученный КА автопилотом направляешь на прогрейд, включаешь тягу, включаешь ускорение времени (100х). Идёшь спать(кушать, читать тырнет и т.д.). Тяга у меня была 18Н, хотя в эксперименте с ДМТ тяга почти не имеет значения, т.к. чем выше тягу ты делаешь, тем больше масса КА и всё в итоге остаётся на своих местах.

Kap пишет:
1) Разгоняться короткими импульсами в перигее накапливая на них энергию всю остальную орбиту. В случае с СЭУ во время зарядки можно крутить весь корабль.
2) Вообще не спускаться глубоко в гравитационный колодец а использовать ЭРД для ускорения межпланетного перелета.

1. Выиграем ХС, но проиграем во времени и накопленной дозе радиации.
2. Планируемый ТЭМ будет летать на ГСО или ОЛО. Чуть выше писал, что ТЭМ позволит использовать РН на 20т вместо 40т.