Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 След.
RSS
Солнечно-термический ракетный двигатель /СТРД/
 
Цитата
pkl пишет:
Цитата
Александр Хороших пишет:
Цитата
pkl пишет:
Поясню: у СТРД у.и. больше, чем у ЖРД. А удельная тяга больше чем у ЭРД. Так что, мне кажется, стоит порыть в этом направлении. Конечно, не увлекаясь всякими химерами.
ЯРД для бедных по сути.
Да, ЯРД для бедных! Стоит дёшево, риски минимальны.
Эффективность к сожалению тоже невыдающаяся, если сравнивать с собратьями по малой тяге.
Для понимания применимости СТРД как межорбитального буксира до ГСО можно посмотреть старинную статью, где анализируются всевозможные сценарии выведения. В частности там рассмотрены одноразовые разгонники (expandable) на СТРД, СЭРД, ЯЭРД, многоразовые (reusable) буксиры СТРД и ЯЭРД, просто довыведение на СЭРД (integral) и обычные РБ. Cтарт с LEO 400 км, 28°, удельная мощность СБ - 200 Вт/кг, солнечных концентраторов - 1500 Вт/кг, при мощности более 100 кВт предполагается степенной закон массы энергоустановки, m~P^1.5

При старте на Delta II (7920) малой тягой за соответствующее время можно вывести вот такие массы ПН:


Как видно, при времени довыведения менее 30 дней СТРД является однозначным фаворитом, в полтора раза превосходя возможности химических РБ. Если торопиться некуда, гораздо более выигрышны ЭРДы, они увеличивают ПН втрое, а лететь всего на месяц больше. ЯЭРД слишком тяжел для таких легких нагрузок и выигрыша не дает. Разбивка по массе для всех случаев (при времени довыведения в 100 дней) такова:


При старте на Delta IV Heavy ситуация следующая:



Здесь преимущества СТРД минимальны, он довыводит не сильно больше обычных РБ. Здесь предпочтительнее ядерные буксиры.

Таким образом, СТРД сравнительно эффективны лишь для легких ПН, которые, если уж на то пошло, можно по-быстрому закинуть ракетой среднего или тяжелого класса. Изобретать и отрабатывать новую технологию здесь смысла нет. Для тяжелых ПН СТРД ничем не лучше прочих ни по выводимой массе, ни по времени. Уж если браться за такое дело, лучше один раз сделать ядерный буксир.
Изменено: Имxотеп - 10.01.2015 17:59:38
 
Спасибо, Имхотеп! :)  Эта статья многое объясняет. В т.ч. современную популярность выведения ИСЗ на ГПО с использованием химических РБ с последующим довыведением собственными ЭРД спутника - это же, по сути, буксир с СЭДУ, интегрированной в спутник. Я темой этой заинтересовался, когда пошли слухи, что наш ядерный буксир не получается в рассчёте посмотреть альтернативу. И получается, альтернативы ядерному буксиру нет /кроме, возможно, лазерного двигателя, где больше плотность энергии и, соответственно, больше удельная тяга/. СТРД свой исторический шанс упустил!
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Выход из колыбели В БУДУЩЕМ может возникнуть только в случае конфликта цивилизаций. А. Семёнов (с)
 
Кхм, что то статья видимо некорректна, не понятно как 300 кВт ЯЭРДУв одноразовом варианте имеет хар-ки хуже чем у возвращаемой? как можно говорить о месячной траектории для ЭРД в 300 кВт с выводом 25-30% ПГ от стартовой массы? какая тяга должна быть?
при том два рефлектора по 300 м кв (20 м диаметр) дадут 900 кВт тепловой мощности и весить будут тонны 2-3!
как МОБ с УИ 800-900 с ( и соответствующей тягой) летит с тем же грузом столько же что и плазмення черепашка с УИ 5000-15000 с? очевидно что для сравнения к ЯЭУ надо подключать термический РД с электронагревом (как у Келдыша), тогда можно сравнивать источники энергии СБ или ЯЭ, но ТА можно греть излучением, когда мощность больше по сравнению с СБ в 5-6 раз а масса меньше?
Почему для многоразового СТРДМОБ не существует быстрой траектории? если она есть для ЯЭУ? каким образом  350 кВт ЯЭРДУ может обспечить достаточную тягу для 30 суточного перелета и при этом СТРД не может? ведь в этих условиях тяги должны быть схожими, а значит схож и УИ, вот только 900 кВт солнышко может дать на 600-1000 кг концентраторов и никакой радзащиты и радиаторов, а ЯЭУ 900 кВт в 20 т не влазит? масса ТРД на 900 кВт с ТА/ПИ будет менее тонны, лучьше СТРД при быстрых перелетов может быть только ЯРД из-за огромной удельной тепловой мощности (50-100 МВт на тонну) но дешевле не будет + старт с 800 км сильно подгаживает...
кстати используя комбинированный СТРДМОБ с химбустировкой можно снизить сухую массу(так как кислород много плотнее водорода) и сократить время в пути и гравпотери -с УИ 500-600 с в комбо выходим на элипс и дальше добираем ХС на 800-900 с СТРД, возврат на чистом СТРД.

Для СТРД есть еще возможность возврата с аэроторможением:) для больших МОБ и тем более грузовозвращаемых МОБ очень оправдано
 
при массе СТРД в 5 т(сухая, 1 т рефлекторы, 1 т ТРД и 3 на бак длительного хранения водорода) Мст на НОО 25 т МОБ вытянет в одну сторону 10 т ПГ, тяга 18 кг,  перелет на ГСО 15-20 суток, многоразовый выведет 5-5,5 тонн, На ОИСЛ вместе с МОБ с выдочей комбинированого тормозного импульса с УИ 550-600 с масса ПГ 7-8 т, при этом МОБ может быть и многоразовым, если на ОИСЛ его ждет заправка (ранее доставленный к ЛОС танкер)
 
для реюзабельного МОБ нет нужды вписываться в 25 т на НОО, стартовая масса может достигать 50 т с мощностью в 2-5 МВт (рост тяги и сокращение сроков полета) 20 т LH2 (один пуск 25 тонника на НОО) 10-15 т МОБ и 13-15 т ПГ на ОСИЛ. Для ГСО оптимален вариант с МОБ 3-4т(без массы баков, мощность 1-1,5 МВт) + 8-10 т ПГ + 15 т танк с водородом
 
У СТРД есть неупомянутая тут фича - он абсолютно всеяден по рабочему телу. При 4000С почти любое вещество испарится.
Вот сегодня запустили аппарат на ГСО.
Точнее, ракета его вывела на ГПО. Его и ещё четыре тонны уже бесполезной массы второй ступени, на 90% состоящей из достаточно легкоплавкого сплава.
Если бы эти тонны скормить СТРД - спутник бы вышел на ГСО не тратя собственных запасов топлива.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.
 
Автофаг? Идея заманчивая, но как это сделать на практике? Это на борту разгонного блока должно быть оборудования для размельчения и плавки конструкции ракеты. И транспортировки расплава к двигателю. Из чего его делать?

Гораздо интереснее черпать и сжижать атмосферу.
Изменено: pkl - 29.05.2016 00:49:07
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Выход из колыбели В БУДУЩЕМ может возникнуть только в случае конфликта цивилизаций. А. Семёнов (с)
 
Цитата
pkl пишет:
Это на борту разгонного блока должно быть оборудования для размельчения и плавки конструкции ракеты. И транспортировки расплава к двигателю. Из чего его делать?
А если в два этапа? Первый - делаем мусорщик для НОО. Собирает и перерабатывает всё (ну, что поймает). Второй этап - сдает переработанное на МОБ с СТРД, как рабочее тело... Громоздко конечно, но решаем сразу две задачи....
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...
 
Самое интересное, что для длительной работы РД с испарением любого вещества сопло должно быть нагрето до температуры испарения РТ, иначе... :)
И бесы веруют... И - трепещут!
 
Цитата
Дем пишет: ...Его и ещё четыре тонны уже бесполезной массы второй ступени, на 90% состоящей из достаточно легкоплавкого сплава.
Если бы эти тонны скормить СТРД - спутник бы вышел на ГСО не тратя собственных запасов топлива.
Сначала эти 4 тонны нужно попилить на кусочки скармливаемого размера.
А потом запихать эти кусочки в камеру с контролируемым вектором тяги.
Кто пилить будет? (не в смысле бюджета, с этим-то обычно всё хорошо, а в смысле ножовки-болгарки) :)
 
Вообще чисто умозрительно варианты есть. Топливо может играть роль и силовой конструкции.
Например микропористая алюминиевая губка с высоким массовым процентом содержания адсорбированного водорода. В гибридном двигателе с внешним расширением. Окислитель - жидкий кислород или фтор
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). ©  :)
 
А какова тяговооруженность связки РБ+спутник должна быть чтобы лететь прямо, без фишки ЭРД с его потребным трехкратным расходом  ХС?
 
А если электроэнергию солнечных батарей использовать не на нагрев теплообменника, а на привод теплового насоса от системы охлаждения тех же солнечных батарей?
не будет ли здесь повышения КПД всей системы?
Так как электрический КПД солнечной батареи где-то 20-30% (условно 25%), то оставшаяся энергия идёт на нагрев СБ, что нежелательно... это тепло тепловым насосом перекачиваем в теплоаккумулятор с большой теплоёмкостью, а от него другой тепловой насос уже греет теплообменник двигателя... заодно с помощью насосов стабилизируем в холодном состоянии рабочее тело, т.к. бак водорода, как его не изолируй, всё равно будет греться...и нужно либо выработать всё рабочее тело, пока он критично не нагреется, либо использовать холодильную установку для его постоянного охлаждения, а тепло перекачивать в тот же теплоаккумулятор...
В этом случае система терморегуляции встраивается как элемент двигателя, и отдельная система сброса тепла в космическое пространство не нужна... вся система будет охлаждаться при работе двигателя...  
 
https://ria.ru/science/20170120/1486133130.html
Цитата
В МАИ предложили использовать более легкие ракеты-носители
14:51 20.01.2017

МОСКВА, 20 янв — РИА Новости. Ученые Московского авиационного института (МАИ) предлагают перейти к использованию ракет-носителей более легкого класса за счет использования разгонных блоков с солнечными тепловыми ракетными двигателями (СТРкД), обладающих гораздо большими возможностями, чем стандартные блоки, следует из тезисов доклада, который ученые собираются представить на Академических чтениях по космонавтике.
"Одним из возможных путей решения этой проблемы (повышения проектно-баллистической эффективности разгонных блоков) является использование разгонного блока с СТРкД. Баллистическая эффективность этого разгонного блока в полтора-два раза превышает возможности жидкостных средств для межорбитальной транспортировки. При этом возможно использование ракет-носителей более легкого класса", — говорится в тезисах.
Отмечается, что подобные разгонные блоки будут обладать удельным импульсом 700-900 секунд при тяге до 200 Ньютонов. За счет этих показателей для выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту можно будет использовать энергетически выгодную многоимпульсную схему.
Ученые считают, что время выведения должно составить порядка 30-60 суток. При дальнейшем увеличении времени уже невозможно будет увеличивать массу полезной нагрузки.
Предлагаемые учеными двигатели выполнены по схеме "концентратор-приемник". Такая схема позволяет нагревать рабочее тело (водород) до 2500-2900 градусов по шкале Цельсия, за счет чего удается обеспечить наиболее высокий удельный импульс, по сравнению со всеми аналогичными проектами.
Отмечается, что разработка разгонных блоков с "солнечными" двигателями сопряжена с определенными технологическими трудностями. В таком случае задачу выведения груза не удается разделить на динамическую и параметрическую составляющие. Разработчики будут вынуждены оптимизировать параметры космического аппарата, двигательной установки и траектории полета при ограничениях на время выведения и размеры концентратора.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"
 
М-да!
http://tass.ru/kosmos/3957113
Цитата
Российские специалисты предлагают использовать космические ракеты на солнечных батареях
20 января, 12:26 UTC+3

Предлагаемый конструкторами двигатель, в частности, должен будет содержать приемное устройство солнечного излучения, выполненное в виде солнечной батареи с фотоэлектрическими преобразователями

МОСКВА, 20 января. /ТАСС/. Российские специалисты предлагают использовать при выведении на орбиту разгонные блоки с солнечными тепловыми ракетными двигателями, эффективность которых в полтора-два раза выше, чем у разгонных блоков с жидкостными двигателями. Об этом говорится в докладе представителей Московского авиационного института, который будет представлен на Академических чтениях по космонавтике.
"В настоящее время возможности традиционных жидкостных разгонных блоков близки к предельным. Для повышения их эффективности требуются прорывные технологии, позволяющие повысить выводимую на орбиты массу полезного груза. Одним из возможных путей решения этой проблемы является использование разгонных блоков с солнечными тепловыми ракетными двигателями", - считают они.
Предлагаемый конструкторами двигатель, в частности, должен будет содержать приемное устройство солнечного излучения, выполненное в виде солнечной батареи с фотоэлектрическими преобразователями, которые преобразуют падающую на поверхность солнечной батареи лучистую энергию в электрическую.
"Баллистическая эффективность разгонных блоков с солнечными двигателями в полтора-два раза превышает возможности жидкостных средств межорбитальной транспортировки", - отмечают специалисты.
Это сделает возможным использование ракет-носителей более легкого класса для выведения на геостационарную орбиту полезных грузов. "Так, тяжелая ракета "Протон-М" с разгонным блоком "Бриз-М" может быть заменена на носитель среднего класса типа "Союз-2" с "солнечным" разгонным блоком", - уточнили в МАИ.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"
 
Цитата
Salo пишет:
М-да!

Когда увил это "Сообщение ТАСС", подумал, что ему самое место в теме "Ох, умора..."
Однако нашёл здесь...
 
Термический двигатель на ФЭП с КПД ~40%? Не понял затею. Мб всё же речь о ЭРД?
 
Там используется тепловой аккумулятор.
http://kerc.msk.ru/wp-content/uploads/2012/09Разгонные-блоки-на-основе-солнечной-энергодвигательной-установки.pdf
"Были когда-то и мы рысаками!!!"
 
"Были когда-то и мы рысаками!!!"
 
Вызывает интерес возможность снимания с солнечной батареи не только электричества, но и непосредственно тепла. При КПД 30% - 70% это тепло (СБ нагревается) и излучение СБ.

Схема "с помощью СБ получаем электричество, которым нагреваем теплоаккумулятор" напоминает старый анекдот: украсть ящик водки, водку вылить, бутылки сдать, получить деньги, а деньги пропить...  :)

Кроме того, если заменить проблемный водород на существенно менее проблемный СПГ - насколько упадут характеристики?

А центр Келдыша ищет то недостающее промежуточное звено между одноразовыми и многоразовыми разгонными блоками, что не может не радовать...
Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 След.
Читают тему (гостей: 1)
Журнал Новости Форум Фото Статьи Книги