Сверхпроводящий накопитель энергии.

[Andrey]

2. Энергии в СПИН таки можно накопить много, до 100кДж/кг

Не впечатляет.
В реакции 2H2+O2=2H2O выделяется 15 МДж/кг воды.

100кДж/кг это мало.
К примеру для кислород водородного двигателя с давлением в камере сгорания 100 атм потребуется 280 кг СПИНа на тонну топлива.
И это без учета потерь в насосах и рубашке охлаждения.

[Andrey]

Если такое сделать, то будем иметь приближённо следующее: магнитного поля, разрывающего сверхпроводник, не будет, а запасаемая энергия будет накапливаться в виде кинетической энергии сверхпроводящих электронов.

Скорость дрейфа электронов под действием тока в проводниках
порядка 10^-2 - 10^-1 м/с. При разумных плотностях тока.
Так какова будет кинетическая энергия килограмма электронов?

[Ark]

если говорить сверхупрощённо: в общем виде нельзя накопить энергии больше, чем энергия разрыва химической связи материала, из которого изготовлен контейнер

Может быть энергия синтеза даст больше?
По аналогии с распадом ядра и его синтезом.

[hcube]

Химическая реакция обратима ;-)

[Wyvern]

Chilik пишет:
 

Некоторые замечания по теме: ...
4.  Насосы ТНА обычно очень высокоборотны -до 100000/обхсек и выше. ...

Остальные пункты комментировать лень,
но уж в этом месте явно либо не сек а мин, либо не об а град либо в цифре два нуля лишних.


Да, всаралась очепятка - В МИНУТУ

[Wyvern]

А кто-нибудь пробовал? Если магнитное поле компенсируется, то чем в этом случае ограничена сверхпроводимость? И ещё: а почему бы не пустить токи в противоположные стороны в одном сверхпроводнике? Что будет? :roll:

ВСЕ сверхмощные магниты построены по такой схеме. А компенсируется вовсе не магнитное поле, а МЕХАНИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ -поэтому все остальные параметры остаются

[Andrey]

Некоторые замечания по теме:
1. С механическими напряжениями в СПИН - так они вааще то называются: СверхПроводящие Индуктивные Накопители ;( - научились бороться еще до их появления    Метода проста как два пальца, вернее ДВА ВИТКА: два витка сверхпроводника в которых ток течет в противоположном направлении взаимокомпенсируют магнитное поле друг друга :wink:

Назначение этих двух витков в сверхмощном СПИНе не уменьшение механических напряжений, а экранировка магнитного поля основного витка. И естественно даром это не проходит.
Масса СПИНа с экранирующими катушками в 1.5-2 раза больше чем без.

[Гусев_А]

По всем выше изложенным фактам понятно, что сверхпроводящая катушка не очень приемлема в качестве источника энергии для того же ТНА. Но тут возникла мысль куда ее еще можно засунуть, (кроме пятой точки конечно).

 Ракета --- одноступ, водородник. Снаружи, вокруг водородного бака (возможно и не только) закреплена сверхпроводящая катушка. Старт происходит из туннеля - крутого склона горы, башни.... внутри стационарной катушки (простой, без наворотов,), без всяких герметичных тоннелей. 

Старт происходит включением стационарного магнита, который разгоняет РН с не запредельным ускорением, а всего в районе 20 Же. И на выходе имеем около 500 м/с. После этого отстреливается сверхпроводящий бандаж, а РН продолжает ускорение уже на ЖРД.

Если ускорение делать больше, то и жесткость РН нужна будет серьезнее, а значит и вес. Кстати наружный бандаж баков может на этот момент взять на себя часть нагрузки.

Даже эта не большая скорость 500 м/с позволит иметь почти в два раза меньшую тягу ЖРД, для той же массы ракеты, в сравнении, еслиб она стартовала с нуля. Да и 1-я ступень для разгона до этой скорости тратит до1/3 массы топлива.  И сопло можно ставить немного более высотное. То есть уже даже можно говорить про одноступенчатую ракету.

Материалы сверхпроводящего бандажа, после переработки могут применяться повторно, уже не говоря про старт с эл.магнитом.

Если соотношение: прочность ракеты--цена-- вес позволит, то ускорение на старте можно увеличить в несколько раз.