Возможности ЯРД

[Сергей Васильевич Ивлев]

ЗЫ: для снобов (ни для кого конкретно).
Можно возразить, что есть механическая энергия отбрасываемой струи. В таком случае рассмотрите разность температур рабочего тела на выходе реактора и на срезе сопла после расширения

[Сергей Васильевич Ивлев]

Насколько я знаю, в том же РД-410 при работе сердцевина ТВЭЛов должна была быть расплавленной...

Уже теплее
В смысле: очень хорошо. Почему бу не расплавить его весь? (кроме оболочки, ессно). Вероятно, достижение высоких температур теплоносителя связано с большими инженерными трудностями. Ну, хотя бы 3000С (а лучше 3500 ), и забыть про водород, вода покатит

[Lin]

Охлаждать в полете придется ! Не во время работы ЯРД как двигателя, а в пассивном полете ! Реактор то все равно греется, пусть не так сильно как в рабочем режиме. Народ якобы считал проточное охлаждение – то есть когда прокачивается рабочее тело весь полет через ЯРД. Получается не очень хорошо – большие расходы, поэтому и предлагали закрывать сопло, и делать хитрую систему охлаждения.
Вообще – то конечно надо самим посчитать (хотя бы в первом приближении) что бы понять какой расход будет на охлаждение.
Потом водород ! Это же ужас ! Его хранить нельзя Нужны активные системы охлаждения, опять же радиаторы и вообще... на воде конечно удобней... но импульс уже не 900 с, а 400с  
В общем, оказывается, что проблемы перевешивают выигрыш.
А на газофазном ЯРД не стартуешь с планеты, или я заблуждаюсь ?
Тем более люди которые работали с этим сами сказали – 10 лет минимум на создание летного образца ЯРД, да еще при неограниченном финансировании.
А ведь, как говорил когда – то Старый (за точность цитаты не ручаюсь) – "Никто никому ничего не даст ! никогда !". Так что полетаем еще лет 100 на ЖРД... Что- то на меня сегодня пессимизм нашел... погода ?
Насчет импульсника – сколько копий уже поломали и на этом форуме и на авиабазе.
Идея летать за счет подрывов ядерных или термоядерных зарядов. Проекты "Дедал", "Орион" и т.д.

[Сергей Васильевич Ивлев]

2 Lin:
Да не горячитесь,  вопрос умозрительный. Охлаждай, не охлаждай, только нет предмета охлаждения и не будет - в ЭТОМ вопросе я с Вами согласен

[Сергей Васильевич Ивлев]

P.S. Не согласен с оценкой УИ. Выберем рабочим телом метан. В реакторе он диссоциирует, сильно уменьшая молекулярную массу рабочего тела и аккумулируя энергию. В сопле произойдет частичная рекомбинация, ещё более увеличивая механическую энергию струи. Я не могу сделать датальный расчет, но моё имхо: достижимый УИ при 3500С на метане и длинном сопле ~700c

[Татарин]

Уже теплее
В смысле: очень хорошо. Почему бу не расплавить его весь? (кроме оболочки, ессно). Вероятно, достижение высоких температур теплоносителя связано с большими инженерными трудностями. Ну, хотя бы 3000С (а лучше 3500 ), и забыть про водород, вода покатит

Если я опять же не глючу, именно того порядка температуры и предполагались...

А воду - нельзя. Вода при таких температурах материал похуже водорода - уж шибко агрессивный...

[Lin]

Вот что написано в "Библии" (Красной энциклопедии). Вернее, нарисовано:

[Сергей Васильевич Ивлев]

Вот что написано в "Библии" (Красной энциклопедии). Вернее, нарисовано:

Трудно спорить со священными текстами, да и ненужно.
Только не верую, ибо не верю. Какие-то несерьёзные кривули, гладкие слишком, особенно для метана и этанола.

[Fakir]

avp

Насколько возможно сделать так, чтобы ЯРД могло работать на рабочих телах различного состава?

Это в принципе не проблема, но УИ - плохой на всем, кроме водорода (для ТФЯРД).

1) Старт всей махины с земли, например, на воде.

Смысла нет. Для старта с Земли можно и жидкий водород применить, хранить его недолго.

3) Посадка на Марс (насколько такое возможно?)

Видимо, в принципе можно. Но проблемы просматриваются.

Масса используемых ТВЭЛ считается незначительной в общей
массе.

Так считать нужно не массу ТВЭЛов, а всю сухую массу движка.

В чём проблема создания ЯРД с большой тягой?

Каких-то совсем уж принципиальных проблем нет.

Представь себе ЯР которые вырабатывае электричества хотя бы  на 1МВт в космическом исполнении

Разработчики представляют :wink:

2. В полёте можно выбросить поработавшие стержни и поставить новые, благо их вес незначителен.

Ну это вы загнули...

Гость

1. Нет гарантий, что ЯРД не рванёт по каким-либо причинам.

Крайне маловероятно. С чего ему рвануть? Вероятность взрыва ЯРД на порядки меньше,  чем у реактора АЭС - хотя бы потому, что реактор, как правило, рвет перегревшийся  теплоноситель, а у ЯРД контур открыт, и чрезмерное повышение давления не угрожает.

2. Радиация от самого ЯРД.

Есть такое дело. Но, думается, решаемо.

3. Остаточная радиация рабочего тела.

Для водорода - её нет.

Все проблемы с ЖРД будут

Не все - по идее, проблем с высокой частотой быть не должно.

и в ЯРД + проблемы с ядерным реактором.

"Хочешь кататься..."

Старый

Пока главная проблема ЯРД - вес. Реактор требуемой мощности слишком тяжёл, тяга двигателя едва превышает вес. Стартовать с Земли проблематично.

Вспоминаем проект "Нерва". В конечном варианте тяга должна была почти 10-кратно (!) превышать вес.
 
Waldi

А после вывода на орбиту рабочее тело кончилось, и что потом - загораем? Защиту ПН надо лепить по полной программе.

Фон от заглушенного реактора слабее. Поэтому защита хоть и нужна, но существенно менее массивная.

Этот фон от короткоживущих продуктов распада очень даже не хилый. На АЭС твэлы перегружаются под многометровым слоем воды и они еще пару лет "отзваниваются" и охлаждаются, прежде чем их увозят на переработку. Кароче - без биозащиты ПН не обойтись.

Верно. Для АЭС. Но там эти короткоживущие продукты накапливаются за годы непрерывной работы. Движок же за полет работает вряд ли больше 10 минут. Т.е. фон много слабее.

Lin

Когда спросили – сколько лет до работающего двигателя при неограниченном финансировании – уверено ответили не меньше 10 лет !

Я слышал о сроке в 5 лет. Но это не так уж важно. "Лучше день потерять, потом за пять минут долететь!".

Идея летать за счет подрывов ядерных или термоядерных зарядов. Проекты "Дедал", "Орион"

Не мешайте их, пожалуйста, в кучу! Это две очень большие разницы.

Alexey K.

Так же и в ЯРДе - завернуть поток водорода так, чтобы микротвэлы сгруппировались вместе образовав критику, при этом добиться отсутствия потерь микротвэлов (они могут выноситься водородом из реактора).

А можно ли добиться отсутствия потерь? Полного?

Татарин

Потому как этим потенциальным тераваттом еще требуется управлять в условиях непрерывного ядерного отравления ТВЭЛ.

Да не успеет отравиться. На это же время требуется.

SVI

Единственное, что меня смущает: твердофазные делали, газофазнае делали, а про жидкофазные забыли

Не забывали. Просто смысла не было возиться. По сравнению с твердофазными они дают не очень большой выигрыш в УИ, а газофазным заметно проигрывают. Поэтому этот этап пропустили, и никакие экспериментальные исследования не проводились. Кстати, жидкофазники подразумевали не частичное расплавления ТВЭЛОВ, а то, что весь уран находится в расплавленном состоянии и, например, удерживается на стенках центробежной силой.

[Fakir]

Собственно, две ключевые проблемы ЯРДа - это радиация и масса.

Проблемы с массой решаемы.

Предполагаемые характеристики по проекту "Нерва-2": тяга 90-110 т, УИ 900 с при температуре в реакторе 2500°С и давлении 44 атм, масса двигателя 13,6 т.

Прототипы (проект "Нерва-1") при испытания на стенде давали до 22,7 тонн тяги, максимальный УИ 825 с.

Остается радиация. Тоже в принципе решаемо. Выхлоп чистый - водород. На старте у нас есть бак с жидким водородом между реактором и ПН - отличная защита от нейтронов (замедление, рассеивание) Возможно, реактор имеет смысл даже "погрузить" в баки.  Необходимо добавить пару слоев теневой защиты (от гаммы и для "сухого" полета) - вероятно, оптимальным будет защита на реакторе плюс защита непосредственно за ПН. Опыт по созданию теневой защиты для ядерных самолетов есть.  

Вспоминаем ядерные самолеты. Всё было бы хорошо, и теневой защиты хватало - но из-за комптоновского рассеяния возникало "отклонение" гамма-квантов, и неучтенное облучение кабины. Не очень сильное, но неполезное. Для старта на ЯРД этой проблемы нет. Во-первых, малый срок работы реактора за полет (против часов и даже суток для ядерных самолетов), во-вторых существенная часть полета проходит уже там, где комптон на атмосфере пренебрижимо мал. Вообще, по всей видимости, ТФЯРД целесообразнее всего использовать на космической ступени АКС - требования по тяговооруженности меньше, и с радиационной безопасностью проще решается - если и полетит немного чего из реактора, то рассеятся на таком пространстве, что повышение фона не каждый прибор заметит. Опять же, активации стартовых конструкций можно совершенно не опасаться.

[Старый]

Вспоминаем проект "Нерва". В конечном варианте тяга должна была почти 10-кратно (!) превышать вес.

Предполагаемые характеристики по проекту "Нерва-2": тяга 90-110 т, УИ 900 с при температуре в реакторе 2500°С и давлении 44 атм, масса двигателя 13,6 т.

"Предполагаемая" "Должна была"... В глазах сторонников всё обычно выглядит лучше чем на самом деле.
 РД-0410:
-тяга - 3.6 т
-УИ - 900 сек
-масса - 2 т

 Но даже если двигатель весит 15-20% от стартовой массы ракеты то это плохо. Но речь естественно о ракетах стартующих с земли. Для орбитальных ступеней и РБ высокая тяговооружённость а стало быь и масса двгателя не требуются.

[Fakir]

Старый

В глазах сторонников всё обычно выглядит лучше чем на самом деле.
РД-0410:

Старый, попробуйте повнимательнее почитать

Я вам привожу проектные данные "Нервы-2", а также стендовые, экспериментальные данные по "Нерве-1" (реактор "Феб") - а вы меня пытаетесь побить при помощи РД-0410!  В огороде бузина, а в Киеве Кучма... тьфу, Ющенко то бишь. РД-0410 - движок совершенно другой размерности. К тому же по ТФЯРД у нас экспериментальные исследования не проводились с таким масштабом, как в США. Наши ЯРДы можно рассматривать как пример лишь с точки зрения полученных максимальных температур (и УИ, следовательно), а уж никак не тяг - несколько другая задача стояла. УИ - как раз 900 с, между прочим.

Но даже если двигатель весит 15-20% от стартовой массы ракеты то это плохо. Но речь естественно о ракетах стартующих с земли.

Про АКС - не прочли?

[Сергей Васильевич Ивлев]

2 Fakir
Слава создателю!
Нашёлся человек, который расставляет проблемы по их местам!
Ни с чем не согласен, но! Мме нравится подход!
Учитесь, Старый, а то поздно будет :evil:

[Старый]

Я вам привожу проектные данные "Нервы-2", а также стендовые, экспериментальные данные по "Нерве-1" (реактор "Феб") - а вы меня пытаетесь побить при помощи РД-0410!

Да упаси бог! Я согласен на массу равную 15% тяги! Я токо про то, что вы приводите проектные данные, а реальные данные обычно оказываются хуже проектных так как последние вольно или невольно завышаются сторонниками этого дела.  

В огороде бузина, а в Киеве Кучма... тьфу, Ющенко то бишь.

А он разве не дядька???  :shock:  

К тому же по ТФЯРД у нас экспериментальные исследования не проводились с таким масштабом, как в США.

Зато у нас проводились позже.

Но даже если двигатель весит 15-20% от стартовой массы ракеты то это плохо. Но речь естественно о ракетах стартующих с земли.

Про АКС - не прочли?

Видите: я согласен на 15-20%!
 А что надо прочитать про АКС?

 Кстати, у самолётя с ядерным реактором проблема будет с эксплуатацией. К самолёту опасно будет подходить.

[Fakir]

Старый

Я токо про то, что вы приводите проектные данные, а реальные данные обычно оказываются хуже проектных

Так я ж вам и стендовые данные прототипа привел! И они вроде с расчетными неплохо совпадали. А ошибки, конечно, всегда могут быть - потому и тягу не называли точно, а выдавали оценку - 90-110 т. Причем не факт, что нельзя выжать и больше - 40 лет прошло как-никак, и расчётные методы развились.  

А он разве не дядька???

А пёс его знает

Зато у нас проводились позже.

Ну и что? Всё равно установка была меньше. А соотношение тяга/масса с ростом габаритов установки должно улучшаться.

А что надо прочитать про АКС?

Ну я выше писал про целесообразность использования ЯРД на АКС - космической полностью многоразовой ступени.

Кстати, у самолётя с ядерным реактором проблема будет с эксплуатацией. К самолёту опасно будет подходить.

Это проходили. При необходимости все проблемы решаемы.

[Fakir]

SVI

2 Fakir
Слава создателю!
Нашёлся человек, который расставляет проблемы по их местам!

Спасибо Очень надеюсь, что не перепутал места

Ни с чем не согласен, но! Мме нравится подход!

Ну я, наверное, тоже с вами несогласен, но подход мне тоже нравится!

А с чем несогласны-то, если серьезно?

[avp]

Меня вот больше интересует ионники. Что мешает
создать двигатель с тягой 10,100,1000 кН (кроме отсутствия мощного источника электричества)?

В первую очередь это и будет ограничением.  Причём сейчас даже
не видно реальных идей для снятия такого ограничения.
  Ионники - это тупиковый путь.  Для АМС в основном и годятся.

[avp]

avp

Насколько возможно сделать так, чтобы ЯРД могло работать на рабочих телах различного состава?

Это в принципе не проблема, но УИ - плохой на всем, кроме водорода (для ТФЯРД).

Да, но для старта с планета нужна прежде всего тяга.
Например, заправившись на Марсе CO2,  хватит ли до полёта на околоземную орбиту с  низким УИ?

1) Старт всей махины с земли, например, на воде.

Смысла нет. Для старта с Земли можно и жидкий водород применить, хранить его недолго.

Отлично, значит с Земли стартуем на водороде.  Далее, каким
воществом лучше заправиться на орбите?
Кстати, а как это будет выглядить когда струя горячего водорода
будет врываться в атмосферу при старте. Наверное будет очень красиво  

Я слышал о сроке в 5 лет. Но это не так уж важно. "Лучше день потерять, потом за пять минут долететь!".

Верно. По идее надо сейчас направлять ресурсы в разработку ЯРД,
сперва сделать твёрдофазный, потом уже думать о  газо. Сейчас
это единственный реальный способ продвинуть пилотируемую космонавтику.

[avp]

Собственно, две ключевые проблемы ЯРДа - это радиация и масса.

Проблемы с массой решаемы.

Предполагаемые характеристики по проекту "Нерва-2": тяга 90-110 т, УИ 900 с при температуре в реакторе 2500°С и давлении 44 атм, масса двигателя 13,6 т.

По идее в таким движке тяга должна расти заметно быстрее чем масса, т.е. сверхмощные движки явно выгоднее.

[avp]

Кстати, возникает интересная проблема.  Можно придумать способ заправиться из атмосферы некой планеты, не садясь на её поверхность? Ведь в реальности в солнечной системе кроме Марса нигде толком будет и не "приземлиться" для дозаправки!