proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[27/04/2020]     Дежурный по сайту

Денис Хлюстин, дежурный на PROATOM.RU

Продолжаем рубрику «Дежурный по сайту», чтобы, несмотря на карантин, быть ближе к вам, наши авторы и читатели. Да, мы, редакция «ПРоАтом», в это смутное время работаем на удалёнке -- следим за новостями, редактируем, пишем статьи обеспечиваем своевременный выпуск журнала «Атомная стратегия», еженедельника «AtomWeek» и сайта www.proatom.ru. Каждую неделю дежурить на сайте будут разные люди. В этой рубрике мы будем информировать вас о важных событиях, отвечать на вопросы, рассуждать, спорить и просто общаться на самые разные темы. Сегодня дежурный по сайту Хлюстин Денис Владимирович предлагает обсудить следующие вопросы:


1. Ядерные воздушно-реактивные двигатели: научная фантастика или реальность? Будет ли создан «Буревестник»? Какими советами общественность может посодействовать его создателям?

2. Ядерные ракетные двигатели для пилотируемых полётов в космосе: научная фантастика или реальность? Могут ли они оказаться полезны для пилотируемых полётов к Марсу над которыми работает Илон Маск? Какой делящийся материал лучше подходит для дисперсионного топлива ЯРД: уран-233, уран-235 или плутоний-239? Существуют ли конструкционные материалы, стойкие в водороде при температуре выше 2000 градусов? Велики ли шансы, что Россия первой создаст ЯРД для марсианского космического корабля, в качестве своего вклада в международные усилия по освоению пилотируемых полётов к Луне и Марсу информация по которым представлена по следующим адресам в интернете:

 https://ru.wikipedia.org/wiki/Lunar_Orbital_Platform-Gateway

 https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Starship

Справка

Хлюстин Денис Владимирович, научный сотрудник Института Ядерных Исследований Российской Академии Наук.
Образование: физик, Физический факультет Томского Государственного Университета, кафедра «Физики плазмы».
Специализация и научные интересы: ядерная физика, измерение групповых констант и сечений взаимодействия нейтронов с ядрами как исходных данных для расчётных кодов, физика ядерных реакторов и импульсных источников нейтронов, физика плазмы и термоядерных реакций.
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Дежурный по сайту
· Новость от proatom


Самая читаемая статья: Дежурный по сайту:
Дежурный по сайту

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.55
Ответов: 18


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 94 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Уважаемые читатели!В рамках популяризации науки, обсудим на качественном уровне осуществимость и возможные численные характеристики ядерного ракетного двигателя. Для конкретности, характеристики ракетного  ускорителя позволяющего переместить к Марсу и обратно современную Международную Космическую Станцию (МКС), 500 тонн, за время меньшее одного года. У кого какие предположения, высказывайтесь. -  Дежурный по сайту.


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
"Дежурный" удивляет:"Ядерные ракетные двигатели для пилотируемых полётов в космосе: научная фантастика или реальность" - т. е. не знает про БУКи и ТОПАЗы, но предлагает: "...обсудим на качественном уровне..."?
Может, для начала ознакомиться с нашей историей ЯРД, например https://www.ippe.ru/realized-projects/275-space-npp и https://www.ippe.ru/okes/history, затем войти в тему, сформулировать конкретную проблему...?


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Отличные ссылки. Очень познавательно!


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Джентльмены! Прежде чем лететь на Марс, давайте вспомним  с чего начинали. У американцев был проект ЯРД  NERVA. Закрыт. У нас был стенд на Семипалатинском полигоне. кто-нибудь знает, чем там всё закончилось и куда переместилось после развала Союза? 


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Коллега, можете сказать, почему американцы закрыли проект NERVA? Какие результаты они получили?


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Приветствуем нового Дежурного


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Вопрос - "Ядерные воздушно-реактивные двигатели: научная фантастика или реальность? Будет ли создан «Буревестник»? Какими советами общественность может посодействовать его создателям?"  Вопрос умиляет... Как же можно высказаться так, чтобы этим высказыванием не воспользовался наш предполагаемый противник ??? Для этого вспомним создание водородной бомбы и её создателя уроженца Пскова Лаврентьева Олега Александровича... Только так это делается... А вернее делалось... во времена Сталина... А сейчас такое невозможно.... И тем не менее дам свой совет, если действительно этот совет будет услышан... У нас есть предприятие ЦИАМ, в котором успешно трудятся Иванов Михаил Яковлевич и Мамаев Вадим Константинович... Обоих я знаю... Мамаев так же как и я окончил НИЯУ МИФИ... Занимаются они авиационными и ракетными двигателями... Их я нравоучаю и также пытаюсь донести до них свои знания... Я хочу и могу дать совет... Но ... Но Вы же меня не поймёте... Вы не в состоянии меня понять не потому что Вы глупы или не далёки... Нет ... Вы не в состоянии меня понять по той причине, что понимаете физику так как Вас учили в институте, т.е. ровно также как и меня учили в 1972-1978 годах... Но произошло то, что произошло - 4 года назад я познакомился с работами Канарёва Филиппа Михайловича... И теперь физика для меня стала другой - более правильной, более простой и ясной... В ней теперь нет места сказочной квантовой физике... Поэтому... Совет такой - изучайте наше наследие с Канаревым - спорьте с нами, ищите у нас ошибки... и Вы придёте к выводу о том, что ракету толкают фотоны, что самолёт толкают фотоны, корабль толкают фотоны, снаряд толкают фотоны, пулю толкают фотоны... Вы придете к выводу о том, что никаких взаимодействий кроме магнитных в природе нет...  Разбор доклада Иванова Михаила Яковлевича на семинаре в РУДН 26 апреля 2018 года.doc - ссылка для чтения или скачивания - https://cloud.mail.ru/public/Fa4Q/dxFxjXWD4  Постарайтесь понять и вникнуть в открытие физиками в 1947 году собственного магнитного момента электрона... Вам придётся признать, если Вы признаёте это открытие, то субстанция электрона - его масса, имеет круговое вращение - это ток, которые создаёт магнитный момент. А раз так то электрон имеет угловую скорость... А раз так то излучая фотоны, электрон излучает массу и подчиняется постоянной Планка - энергия электрона – Ее = h• ωе = mе • rе• ωе • rе• ωе , где h– постоянная Планка, которой подчиняется электрон… Но при этом он подчиняется закону локализации электрона, который заставляет его выполнять следующее –
k0 = mе • rе = const 
Как только электрон поглотил фотон, то масса его увеличилась на массу фотона и чтобы константа локализации k0 = const электрон уменьшает свой размер rе и отходит от протона – действует вторичное магнитное поле… Как только электрон излучил фотон - потерял массу, его размер увеличивается, а для того чтобы rе• ωе = const угловая скорость его уменьшается...   Чтобы разобраться в том, как ведут себя свободные электроны, ЧТО находится «на конце провода», предлагаю Вам внимательно изучить два материала - Канарев Ф.М. Конденсатор и катушка индуктивности.doc - https://cloud.mail.ru/public/7V9d/xPW18ercF   Канарев Ф.М. о Принципе работы диода.doc - https://cloud.mail.ru/public/KvdU/d5hRr4J37   Канарев Ф.М. о взаимодействии спинов фотонов.doc - https://cloud.mail.ru/public/9yWt/xdGqj1ysU   Канарёв Ф.М. об электростатике - https://cloud.mail.ru/public/7S6j/Wb2KCTY6N   Канарёв Ф.М. - Фотоэффект - https:/

Прочитать остальные комментарии...


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Черепанов, вы страдаете словесным недержанием, задолбали здесь всех своими ссылками, повторяете одно и то же, как попугай. Вы с Конаревым увлечены бдзик-идеей, которая никому не нужна. Попробуйте чаще ходить в церковь, и жизнь сразу приобретет смысл и наполненность. И валерьянку перед сном - помогает.


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Пенсионер Черепанов, учитесь краткости и информативности в комментариях у Башкирова. Посмотрите его комментарии – четко, кратко, грамотно, все по делу. А у вас в голове такой же бардак, как и в комментариях. 


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Ну что от Вас можно было бы ожидать ? Одно только хамство… Знаете ли Вы физику ? С точки зрения Ландау, которого 27 апреля 1939 года – сегодня годовщина, выпустили из тюрьмы за антисоветчину, наверное и знаете… А вот с моей точки зрения не знаете… Все вы единомышленники и религиозные фанаты старой физики … Это вы во главе с академиком РАН, Президентом РАН Фортовым не смогли дать объяснение тому, что турбина на СШГ весом 2578 тонн подлетела на высоту 14 метров… Его слова – «У нас нет сегодня физики, которая бы объяснила это…» А вот Канарёв Ф.М. нашёл этому объяснение и я его поддерживаю… Вашему «религиозному», авторитарному мышлению я представляю простой эксперимент – 27 минута 23 секунда - «Тёмный водород или как Зателепин и Баранов поправили Ньютона» - https://www.youtube.com/watch?v=5N_40tdFRbo&t=1678s === Вот когда Вы сможете объяснить это простое физическое явление, то тогда и поймете почему в 1999 году я отрывал безо всяких усилий штангу весом 1250 кг, поймете за счёт каких физических процессов мой учитель - Самодумов Анатолий Иванович, отрывал от земли вес в 6500 кг , поймёте почему экстрасенсы могли определять с точностью до 95 % нахождение американских подводных лодок, и тогда поймёте куда и как надо двигаться при создании ракетных двигателей… Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Всё просто в физике, но не так-то просто постичь эту простоту… В этом ролике генерал Ратников Борис Константинович фактически рассказывает о физических явлениях по Канареву, но не зная физхимии микромира понять это невозможно - Генерал Ратников о слиперах контактерах - https://www.youtube.com/watch?v=ntR-V-OCPLU   Технологии, о которых рассказывает Ратников, стали мне известны в 1996 году… Именно тогда бывшие сотрудники создали - Медико-психологический центр индивидуальности , Садовая-Каретная ул., 20, стр. 2, Москва. Центр работает уже 24 года… Советую обратиться к ним для того, чтобы ПОЗНАТЬ что-либо… и получить помощь для достижения целей… Уже тогда они мне предложили обучить ЭТИМ методикам моего сына… Но я отказался…   Немного о состоянии измененного сознания … В 2017 году меня «нашли» (какие-то силы) и привели на квартиру академика Живлюк Юрия Николаевича, который ознакомил меня со своей работой, которая была им проделана в 1993 году в Сарове… Он с коллегами обнаружил следующее – в состоянии измененного сознания в сердце человека идут реакции холодного ядерного синтеза…Вот одна из его статей в открытом доступе - Измерение поглощенных доз в энергетическом поле человека , Е.С. Виноградова, Ю.Н. Живлюк - http://mognovse.ru/wks-s-47-53-izmerenie-pogloshennih-doz-v-energeticheskom-pole.html [mognovse.ru] Всем желаю успехов в постижении ИСТИНЫ. Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Продолжаю Ваше научение… Осмыслить Ратникова – его информацию,  не так то просто… Поэтому важно обращаться к истокам русского ДУХА – для чего и почему делалось то или иное ? Хочу Вас предостеречь от поверхностного понимания вещей… Вот пример – Мудрый Иван Грозный не впускал евреев-купцов в Москву даже временно, зная печальную участь местного населения, вследствие такого общения... Король Польши Сигизмунд Август писал ему: "Ты не впускаешь наших купцов-евреев с товарами в твое государство, а некоторых велел задержать и товары их забрать... А между тем в наших мирных грамотах написано, что наши купцы могут ездить с товарами в твою Московскую землю, а твои в наши земли, — что мы с нашей стороны твердо соблюдаем". На это Иван Грозный ответил: "Мы тебе неоднократно писали о том раньше, извещая тебя о лихих делах от жидов, как они наших людей от христианства отводили, отравные зелья в наше государство привозили и многие пакости людям нашим делали... Мы никак не можем велеть жидам ездить в наше государство, ибо не хотим здесь видеть никакого лиха, а хотим, чтобы Бог дал моим людям в моем государстве жить в тишине без всякого смущения. А тебе, брат наш, не следует впредь писать нам о жидах". Что же на самом деле защищал Иван Васильевич Грозный ? На этом сайте об этом я пишу уже третий раз – ««Соединяющийся с Господом становится <с Ним> одним духом. Избегайте прелюбодейства, ибо всякий грех, что творит человек, вне тела, а творящий прелюбодеяние в своем теле согрешает. Или не знаете, что тела ваши это храм живущего в вас Святого Духа, <Который> имеете от Бога, и вы не свои? Ибо вы куплены <дорогою> ценою. Прославляйте Бога в теле вашем и в духе вашем, ибо вы суть Божия»[167]. «И да ничем не подобает хвалиться, только крестом Господа нашего Иисуса Христа, Которым мир распят, и я для мира. Ибо во Христе Иисусе ни обрезание ничего не значит, ни необрезание, но новое творение (иначе – рождение). И тем, кто поступает по этому правилу, мир им, милость, Израилю Божиему.»  Почему это так ВАЖНО понимать ? Есть светлые силы и есть темные силы… Кто-то подумает – «Черепанов совсем свихнулся…» Не торопитесь с выводами… Именно Ратников Вас научал – данные методики могут быть на вооружении и светлых сил и… темных сил… И так … О темных силах… и их изощренной РАБОТЕ… Коллега Ратникова Игорь Панарин в мае 2019 года создал свой канал на Ютубе… Послушаешь его – он говорит именно то, сто Вы хотите от него услышать… Медовая река ! Но… Но Вы не замечаете как в эту реку он умело добавляет каплю змеиного яда и переформатирует ВАШ ДУХ – русский ДУХ…   Иван Васильевич писал – «Израилю Божиему !» Человеку Божиему ! Это понятно ??? «Сильных во Израиле» - сильных Духом… Храм Божий – Израиль Божий, Святой Дух – Израиль Божий ! …храм живущего в вас Святого Духа ! В те времена у истоков ереси стояли иудеи, приехавшие на Русь из Западной Европы, и в первую очередь из Левонии… - прародины всех «панариных»… Еретики отрицали важнейшие догматы православного вероучения — Святую Троицу, богочеловеческую природу Иисуса Христа и Его роль Спасителя, идею посмертного воскрешения и т.д. Они подвергли критике и осмеянию тексты Библии и святоотеческую литературу. Они отрицали всё то что изложил Иван Грозный в «Ответе Яну Роките»… Заходим на канал к Панарину – специалисту по информационным войнам – Игорь Панарин: Мировая политика #210. Иван Грозный «Царь Израельский» - https://www.youtube.com/watch?v=L5psvJA2irw 38 секунда - Панарин нагло нам врёт и искажает историю – не называл князь Андрей Кур

Прочитать остальные комментарии...


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Встает вопрос – Что делать ? Укреплять РУССКИЙ ДУХ ! И в этом ролике Борис Константинович об этом говорит - «Часть 17 – О причинах болезней. Б. К. Ратников.» - https://www.youtube.com/watch?v=vGtYgifUO-4  А теперь вернемся к теме, которую поднял дежурный по сайту… Поверьте мне и сделайте так как я Вам рекомендую – результат будет ! – каждый четверг и субботу в Серпухове проводятся занятия по гравитационной гимнастике и я рекомендую вам заниматься там, не взирая на потерю времени на поездку и не взирая на финансовые затраты… Всё потом компенсировано будет ! Как ??? Этого я не знаю… НО… Если Вам удастся оторвать от земли 1500 кг, то Вы точно сможете «снимать» информацию и Вам как будто начнет кто-то помогать в решении Ваших проблем – это касается любых проблем и в Вашем творении точно… Желаю всем успехов ! Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Какой-то Аноним учил меня читать между строк... А мне приходится писать между строк... Новая энергетическая технология - Письмо Черепанова А.И. в Уральское отделение РАН, 18 апреля 2017 года - https://cloud.mail.ru/public/KUYC/xA7FnEFyz   Чем реально занимаются американцы и что обсуждают наши политологи, 7.08.2017.doc - https://cloud.mail.ru/public/FPz7/4aiVB2uMG   Чем реально занимаются американцы и что обсуждают наши политологи, 7.08.2017.doc - https://drive.google.com/file/d/1FDRps5icUF_93Qs_y42zr13sLYA2dcUq/view?usp=sharing  Замыкаю круг и обобщаю всё высказанное выше - ключевое слово "фотонная волна" - об этом иначе, но также говорил Ратников - это инструмент и его можно использовать по-разному и об этом также говорил Ратников ... Моя статья об этом же - «Ещё раз о фотонной волне....doc» - https://cloud.mail.ru/public/tNkY/S4qiU9j4x   «Ещё раз о фотонной волне....doc» - https://drive.google.com/file/d/17XYmfwTkla2EnbGr-UDaCtwC80IsgZvF/view?usp=sharing  Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Как же можно высказаться так, чтобы этим высказыванием не воспользовался наш предполагаемый противник ?

Как-то так, в общих чертах. Физические принципы общеизвестны, патентуются как правило технологические процессы и конструктивные решения ведущие к достижению определённых характеристик техники, мы о них не говорим.

Применительно к "Буревестнику", что известно из прессы. Есть два варианта ядерной крылатой ракеты. Первый: сверхзвуковая скорость и прямоточный воздушно-реактивный двигатель без вращающихся деталей, работающий только при высокой сверхзвуковой скорости полёта. Сложность подобрать стойкие к высокой температуре материалы реактора, учитывая наличие 20% кислорода в воздухе.

Второй вариант: крылатая ракета имеющая турбо-реактивный двигатель с подогревом воздуха в реакторе, ТРД имеет компрессор и турбину. Температуры в реакторе умеренные в связи с чем скорость дозвуковая.

В качестве материалов реактора могут быть бериллий, графит, а также гидриды циркония и титана. Возраст нейтронов соответственно 98, 350 квадратных сантиметров и 27 см2 в случае воды. Концентрация водорода в гидриде циркония порядка таковой в H2O.

По сообщениям прессы, в ряде конструкций использовался бериллий, что может быть не очень целесообразно в связи с его токсичностью. Возможно, для реактора крылатой ракеты целесообразнее вариант высокотемпературного топлива в активной зоне - возможно графит в металлических оболочках или лучше U235 диспергированный в металлической матрице стойкой к импульсному нагреву, с отражателем вокруг реактора в виде гидрида циркония для обеспечения теплового спектра нейтронов.

Кто из читателей возьмётся назвать оценку для величин объёма и массы реактора крылатой ракеты в одногрупповом диффузионном приближении? Массу критической загрузки урана-235? На всякий случай, без выкладывания методики расчёта.  - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
 патентуются как правило технологические процессы и конструктивные решения ...Если запатентовали, даже в секретном отделе ФИПС, то через 2 часа это будет уже в США в АМБ. Патентовать это значит отдать врагу своё решение!ДЕБИЛАМ у нас дорога вперёд всегда без пробок.


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Как же можно высказаться ... На закрытых семинарах и в присутствии спецпредставителя. Для мощности активной зоны около 200 МВт тепл. для шаровых твэлов с ГДП оболочкой, вольфрам-молибден бутер., объём 0,4х0,4х1,4 м3 загрузка около 6 т. 


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
  • Кастинг источников ядерной энергии деления, в порядке убывания км в системах без замедлителя, радионуклидная чистота 3 девятки:
  • Am-242m  152 года
  • Cf-249         351 год
  • Cm-245       8500 лет
  • Pu-241        14,4 года
  • U-233           160000 лет
  • Pu-239         24100 лет
  • U-235           704000000 лет
  • Бюджетный вариант - три последних. 
  • Для быстрого набора скорости, чтобы оторваться от гравитации небесного объекта, можно кратковременное форсировать на дорогих нуклидах.
  • "Точка опоры" (Архимед) - газ. 
  • Человек на борту не выживет. Нейтроны и мгновенное жёсткое гамма, плюс смертельное ускорение (для экономии топлива). 
  • Для создания космического беспилотника шансы есть.
  • Дементий Башкиров 


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Почему американцы закрыли проект NERVA? Какие результаты они получили?

https://en.wikipedia.org/wiki/NERVA
Достигнута скорость водорода 8,5 километров в секунду и 48 включений общей продолжительностью 2,2 часа со стабильной надёжной работой ЯРД.

Причины закрытия общие для всех космических проектов предыдущей эпохи. Лунная "Сатурн-5" /13 запусков, все успешные/ и ракетоноситель "Энергия" /2 запуска, все успешные/ тоже закрыты, автоматические станции к Луне и "Луноходы" не запускаем с 1976 года: все эти разработки обогнали своё время. Было доказано, что в принципе сделать можно. Однако по той огромной цене - оказалось не нужно.

Теперь, в отличие от предыдущей эпохи, есть лёгкая компактная электроника. Илон Маск обратил внимание: заправка ракеты керосином /доллар за литр, миллион за тысячу тонн/ стоит 1% цены конструкции ракеты. При 100 запусках цена каждого уменьшается в 50 раз, при бесконечном числе - в 100 раз. Он доказал что ракета может устойчиво лететь хвостом вперёд - это было не очевидно - и стать многоразовой.

Сейчас делает 'Starship' на метан-кислородных двигателях, позволяющих в отличие от кислород-керосиновых выводить на орбиту груз внутри второй ступени /в отличие от многих трех-ступенчатых ракетоносителей предыдущего поколения/. Для этого Илону Маску нужно решить задачу создания ракеты диаметром 9 метров и массой 5000 тонн, используя листы нержавейки толщиной не более 4 миллиметров, что он сейчас и делает.

В случае успеха, в каждом полёте многоразового "Starship" будут выводиться 150 тонн за 2 миллиона долларов.  Порядка 30 запусков для подъёма 4500 тонн водорода в качестве рабочего тела для ЯРД типичного марсианского корабля, будут обходиться по стоимости как один запуск ракеты "Союз" выводящей на орбиту 7 тонн.

И тогда возврат к старым наработкам по ЯРД на новом витке истории, на новом качественном уровне, будет иметь практический смысл. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
1) Буревестник - это сказка, как СОИ 30 лет назад у американцев. Хотя очень жаль людей, погибших в прошлом году(.2) Ядерные реакторы - единственный возможный в ближайшие 50-100 лет источник энергии для освоения космоса. Подчеркну - не двигатель, а источник энергии. Но все имеющиеся наработки по сравнению с тем, что требуются, пока ничтожно малы. Если строить крупный межпланетный корабль на сотни человек (а меньше просто не имеет смысла), то ему нужны гигаватты энергии, даже адаптированные "лодочные" реакторы очевидно малы. Плюс нужно решить задачу утилизации тепла, в космосе это непросто. Работы непочатый край, лет через 30 можно вернуться к разговору;). Спасибо ведущему за интересные темы!


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Для быстрого набора скорости, чтобы оторваться от гравитации небесного объекта, можно кратковременное форсировать на дорогих нуклидах

При реалистичных параметрах, ЯРД должны будут выводиться в космос обычными химическими ракетами, включаясь на низкой околоземной орбите. Рассмотрим типичные параметры ЯРД на качественном уровне:
*
Секундный расход водорода 10 кг/сек = (dm/dt);
*
Скорость истечения водорода 5<U<10 км/сек, величина рабочей температуры должна обеспечивать долговечность двигателя порядка 5 суток: соответствующую длительности топливной кампании, достаточной для выжигания 20% топливной загрузки плутония. Выше 10 км/сек едва ли возможно, ниже 5 обеспечивает кислород-водородный химический ракетный двигатель.
*
Тяга двигателя F = U*(dm/dt) = 10^5 Ньютонов = 10 тонн;
*
Мощность двигателя порядка P = F*U = (dm/dt)*U^2 = 1 ГВт;
*
При длительности топливной кампании 5 суток, в осколки деления разделится 5 кг плутония-239 и пройдёт через двигатель 4320 тонн водорода;
*
Критерий сжигания в осколки не менее 20% начальной загрузки /обязательна экономическая эффективность использования делящегося материала/ выполнится при стартовой загрузке плутония в реактор не более 25 килограмм.
*
Отметим пропорцию: порядка 1000 тонн водорода на килограмм осколков деления;
*
Ускорение космического корабля от 0,002*g при старте, до 0,02*g перед исчерпанием водорода. Для планет возможен старт только с орбиты. Величина ускорения, тем не менее, достаточна чтобы взлетать самим аппаратом с абсолютного большинства астероидов преодолевая их притяжение, за исключением нескольких самых крупных.
*
Задача отвести 1 ГВт тепла от 25 кг плутония решаема только на дисперсионном топливе, соответственно нейтроны тепловые а не быстрые.
*
Тепловой максимум спектра нейтронов окажется в 25-й группе ABBN-78, поскольку температуре плавления вольфрама соответствует 0,3 электрон-вольт.
*
И тут мы обнаруживаем: очень кстати, в отличие от U-233 и U-235, плутоний-239 имеет огромное сечение как раз при резонансе 0,3 эВ. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Буревестник - это сказка, как СОИ 30 лет назад у американцев.

Ряд СМИ высказывали критику за использование бериллия в реакторе. Бериллий оправдан только в отражателе ядерного заряда, в реакторах его лучше не использовать. Предположительно, именно с биологическим действием бериллия был связан масштаб инцидента. 

И вместе с тем, по сообщению ряда СМИ, в одном из запусков была-таки достигнута стабильная работа реактора на протяжении нескольких минут.

Одна из новаторских расчётных задач, примыкающих к созданию "Буревестника" - запуск реактора на мгновенных нейтронах несколькими импульсами. Не на запаздывающих, на которых реактор выходит на мощность слишком медленно.
Топливо - желательно металлическое вместо керамики - должно выдерживать развивающиеся при импульсном нагреве термо-механические напряжения в ТВЭЛах.

Ядерные реакторы - единственный возможный в ближайшие 50-100 лет источник энергии для освоения космоса. Подчеркну - не двигатель, а источник энергии. Но все имеющиеся наработки по сравнению с тем, что требуются, пока ничтожно малы.
Если строить крупный межпланетный корабль на сотни человек (а меньше просто не имеет смысла), то ему нужны гигаватты энергии, даже адаптированные "лодочные" реакторы очевидно малы. Плюс нужно решить задачу утилизации тепла


Реактор имеет смысл именно как ЯРД, напрямую передающий тепло прокачиваемому водороду: только в этом случае - без промежуточного преобразования энергии деления в электричество - "проходит" по требуемой удельной мощности. Чтобы длительность топливной кампании, выделяющей нужное количество энергии, оказалась в несколько раз меньше длительности перелёта между Землёй и Марсом.

Для сравнения, если использовать ионные двигатели даже при небольшой по их меркам U=10 км/сек, МКС массой 417 тонн имеющая электрическую мощность солнечных батарей 110 кВт, при КПД=100% ионных двигателей разгонится за год на 830 метров в секунду. Отношение мощности к массе требуется на 2 порядка более высокое для рассматриваемой задачи. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
нужны гигаватты энергии, даже адаптированные "лодочные" реакторы очевидно малы

Для "марсианской" задачи, по требующейся удельной мощности активной зоны, они на пределе проходят. Конечно, понадобится её увеличение и соответственно меньший диаметр ТВЭЛа. Однако по порядку величины, требуемый удельный теплосъём может быть обеспечен при охлаждении ТВЭЛов водородом при давлении 100 - 200 Атмосфер, типичных для ракетного двигателя /в лучших модификациях ЖРД сейчас 270 Атмосфер/.

"Лодочные" реакторы хорошо освоены и надёжны, однако прямой перенос их опыта не проходит: они не высокотемпературные. Используют воду и водяной пар как замедлитель нейтронов и теплоноситель. Одно из поколений использовало дисперсионное топливо растворяя оружейный уран в матрице из алюминия.

Алюминий, имеющий тепловое сечение радиационного захвата 0,24 барна - удачное и надёжно отработанное решение - проходит до температуры 200 с небольшим Цельсия. Найти бы для материала матрицы нечто подобное с температурой плавления между 3000 и 4000 Цельсия. Однако в первом приближении, все тугоплавкие металлы имеют высокое тепловое сечение захвата нейтронов. Разве что W184, однако появляется следующий вопрос: устойчив ли он химически в водороде при 3000 Кельвинах. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
"Реактор имеет смысл именно как ЯРД..." возможно, Вы правы и альтернативы такому способу движения нет (пока). Общий посыл в том, что мы до сих пор (а ведь прошло уже много лет после первых книг Артура Кларка и др.) сильно недооцениваем масштаб устройств для межпланетных перемещений, нам видится обычная, пусть и большая ракета. Но объективно это сотни тысяч или миллионы тонн,  для создания комфортного места проживания сотен людей, обеспечения биологической защиты и хранения массы вещей с N-кратным запасом. Такой корабль может быть построен только из "местного" строительного материала, астероидов и комет, атмосфера Земли не выдержит миллионов взлетающих "керосинок". Водород в таком случае видится прекрасным рабочим телом, в составе комет, например, его достаточно.


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 27/04/2020
Отметим одну из особенностей работы плутониевого реактора при энергии тепловых нейтронов 0,3 барна.

По данным БНАБ-1964, для 25-й группы: бf = 1670 барн, бс = 1210 барн. Число нейтронов деления 2,87.

В БНАБ-1978 которую мы примем за основу, данные были уточнены и немного скорректированы: бf = 1642 барна, бс = 1091 барн.

Таким образом, если при переходе от тепловых нейтронов к спектру быстрого натриевого реактора в нейтронном балансе добавляется 0,4 нейтрона на событие деления - то в данном случае наоборот убавляется 0,4 и эффективное число вторичных нейтронов eta(Pu239, группа№25) = 1,70.

Из этого следует невысокий коэффициент воспроизводства. Даже если ЯРД окутать многотонным экраном из урана-238, в практических конструкциях с учётом поглощения нейтронов - в конструкционных материалах, в осколках деления, в плутонии-240, в регулирующих стержнях, в теплоносителе-водороде - КВ составит на уровне 0,2. Будем считать в первом приближении: КВ=0 в случае ЯРД.

При рассмотрении сечений, картина оказывается очень благоприятная. Для многих конструкционных материалов сечение захвата пропорционально (1/v). Если при комнатной температуре для графита оно 3,4 миллибарна, то при Еn = 0,3 eV оно оказывается 1 миллибарн.

Критическая концентрация плутония-239 в чистом С12 при температуре 3000 К, для бесконечной среды оценочно близка к феноменальной величине 10 грамм на тонну графита.

Разумеется, в реальном ЯРД она будет на порядок выше:
*
графит должен быть в стойкой оболочке, у которой бс гораздо больше;
*
длина диффузии тепловых нейтронов L должна быть малой, чтоб обеспечить малую утечку тепловых нейтронов;
*
основной % нейтронов должен захватываться плутонием а не графитом, с учётом запаса реактивности на выгорание. - Дежурный по сайту.


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
"при энергии тепловых нейтронов 0,3 барна."

Опечатка: имелась в виду энергия тепловых нейтронов 0,3 электрон-вольта при 3200 Цельсия в ЯРД. Отметим ещё две особенности, которыми могут обладать ЯРД на основе плутония-239, равномерно диспергированного в графитовой матрице:
*
"Эффективная температура" функции распределения нейтронов равна температуре замедлителя только в частном случае нулевого поглощения и бесконечной среды. На практике она выше температуры замедлителя. Может оказаться что максимум макроскопического сечения и, соответственно, максимум реактивности достигается не при 3400 Кельвинах а допустим при температуре графита 2800 Кельвинов что приемлемо по условиям прочности конструкции;
*
У плутониевого реактора с гомогенным графитовым дисперсионным топливом может обнаружиться ценное свойство саморегулируемости. При комнатной температуре ЯРД в глубокой подкритике. Если нагреть горячим водородом - начиная с некой температуры уходит в разгон, разогревается до 2800К и там мощность стабилизируется. Так как выше резонанса 0,3 эВ - сечение деления Pu239 быстро уменьшается.
*
Возникает вопрос: возможна ли такая разновидность топлива - желательно металлического а не керамического - чтобы при разгоне на мгновенных нейтронах ТВЭЛы сохранили герметичность. В принципе, у графита время жизни нейтронов измеряется миллисекундами и время удвоения мощности даже на мгновенных нейтронах будет достаточно длительным. В случае успешного решения данной задачи, управление реактором предельно упрощается. Регулирование мощности могло бы осуществляться, помимо передвижения поглощающей компенсирующей решётки, изменением количества ежесекундно подаваемого водорода как теплоносителя. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Критическая концентрация плутония-239 в чистом С12 при температуре 3000 К, для бесконечной среды оценочно близка к феноменальной величине 10 грамм на тонну графита.

В контексте ЯРД отметим: для гипотетического реактора с 10 граммами плутония на тонну графита, полное выжигание делящегося материала как транспортного энергоносителя позволило бы прокачать через реактор 10 тонн водорода на каждую тонну графита. Отношение масс водорода и графита было бы 10:1. Для сравнения, лучшие ЖРД имеют отношение тяги к собственной массе между 100 и 200.

Данное обстоятельство является дополнительным доводом к увеличению стартовой концентрации плутония в графите до величины, по крайней мере, 100 грамм на тонну. - Дежурный по сайту.


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Дежурный, спасибо. Очень интересную тему вы подняли.


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
  • Работа керметного (дисперсионное) топлива при низких температурах в реакторе основана на естественной безопасности. При увеличении термализованной температуры сечение монотонно снижается.
  • Минимум сечения у Pu-9 примерно при 1500 Цельсия, а далее подъем с 600 до 1600 барн при 3200 Цельсия. Это вероятность взрыва как на артиллерийский имплозии, то есть невысокая, зато полная гарантия разрушения АЗ на сотне номиналов (один из примеров - ЧАЭС). Чисто на плутонии работать при таких температурах нельзя.
  • На  U-5 "горбинка" всего 20 бета при таких температурах, но тоже приятного мало. Импульс на мгновенных надо учитывать. 
  • Китайский синдром основан на реальных физических явлениях. При нагреве кориума выше 2400 Цельсия срабатывает эффект положительной температурой реактивность, и расплавленный диоксид вскипает.
  • В далёкой молодости я представлял себе, что Звездолет будет ускоряться серией мелких ядерных взрывов на фотонной тяге. То есть "точкой опоры" будет сам уран или плутоний (рабочим телом). 
  • Кораблик должен быть крепким, чтобы выдержать такие ускорения, а также бомбежку астероидов. Ощущения у астронавтов должны быть, как на трогающемся паровозе. Чемоданы слетают с полок у зазевавшихся пассажиров. 
  • Спасибо за возвращение в мир юношеских фантазий. В то время на орбите летал "Союз-Апполон", и не было ничего невозможного. Мосты и дороги появились позже.
  • Дементий Башкиров 


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Уважаемый Денис Владимирович, в Томске отличных физиков готовили.Я бы предложил расширить темы и добавить обсуждение о возможности перехода на автономные микро электрогенерирующие установки до 100 МВт эл. Например за основу взять "Атомный двигатель Виноградова" (опубликовано 2017 - 2020 г.г. ряд статей на ПРоАтоме), или то что заказало Минобороны США - аналог до 12 МВт эл. Оба эти типа не требуют ЛЭП, не требуют обслуживания и ремонта, полное заводское изготовление и т.д.  множество позитивных свойств, и электроэнергия дешевле почти в 2 раза.К стати, в одной из публикаций раскрыта конструкция ядерного туборективного двигателя (безопасного).Виноградов Андрей, c.plut1@yandex.ru


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Буревестника или Нептуна уже испытали в Северодвинске. Вам мало!?


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Буревестника или Нептуна уже испытали в Северодвинске. Вам мало!?

Создание космических ЯРД, для использования делящегося материала как транспортного энергоносителя, стало бы хорошим вкладом России в международные усилия по освоению пилотируемых полётов по Солнечной системе. Особенно учитывая, что выполнить эту работу, из 193 стран мира, имеют право только 5 "ядерных" держав. Поскольку матрица дисперсионного топлива заправляется чистыми оружейными материалами.

История с "Буревестником" - не повод складывать руки раньше времени. Есть пословица: "первый блин комом". Быть может, не все решения в "Буревестнике" были правильные: не совсем правильным было решение использовать бериллий /если он использовался, как пишут некоторые СМИ/. Не совсем правильным было решение испытать на заднем дворе в Северодвинске. Может быть, испытывать правильнее на полигоне на Новой Земле, несмотря что для обустройства испытательной площадки потребуются инвестиции. Может быть, испытателям следовало координировать с "Росгидрометом" время испытаний, на всякий случай учитывая куда дует ветер.

Хочется надеяться, технологический прогресс цивилизации освоит, наконец, использование делящегося материала как транспортного энергоносителя применительно к космическим ракетам: так же, как это сделано в случае атомных ледоколов. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Работа керметного (дисперсионное) топлива при низких температурах в реакторе основана на естественной безопасности. При увеличении термализованной температуры сечение монотонно снижается. Минимум сечения у Pu-9 примерно при 1500 Цельсия, а далее подъем с 600 до 1600 барн при 3200 Цельсия.

Реактор ЯРД может быть спроектирован для полезного использования этого эффекта.
После резонанса 0,3 эВ сечение плутония тоже снижается с увеличением энергии нейтрона, причём очень быстро. Если температура нейтронного спектра больше температуры замедлителя, и материалы термостойкие, правее максимума сечения возможна стабильная саморегулируемая работа реактора: самопроизвольное изменение мощности чтобы поддерживалась постоянная температура.

В качестве варианта, ЯРД может быть глубоко подкритичен при комнатной температуре. Для запуска реактора, через него начинают прокачивать водород, предварительно подогретый в теплообменнике за счет сжигания некоторого количества водорода в кислороде. После разогрева до температуры, при которой сечение максимально, извлекают компенсирующую решётку запуская цепную реакцию.

Требуемая концентрация плутония в таком реакторе может оказаться значительно меньше, чем в обычном. Специализированные ТВЭЛы, выдерживающие разгон на мгновенных нейтронах, серийно используются в экспериментальных реакторах и в военной технике.

вероятность взрыва как на артиллерийский имплозии, то есть невысокая, зато полная гарантия разрушения АЗ на сотне номиналов (один из примеров - ЧАЭС).

РБМК-1000 не высокотемпературный. Его активная зона набрана из графитовых блоков 25х25 сантиметров, в центре которых цилиндрический технологический канал. В него вставлена циркониевая труба, внутри которой вода и водяной пар средней плотностью 0,5 кг на литр, а также кассета из 19 ТВЭЛов с трубками /если правильно помню 13,6х0,9мм/ из циркония. Внутри трубок - UO2 стартовым обогащением 2% и осколки деления до 20 килограмм на тонну, четверть которых по массе - газообразные и легколетучие т.е. имеющие высокое давление насыщеных паров если топливо вдруг разогреется до 2800 Цельсия при которых UO2 плавится.

РБМК - гетерогенный реактор, топливо отдельно в ТВЭЛах а не перемешано равномерно с графитом как должно быть в ЯРД. При разгоне на быстрых нейтронах, энергия осколков деления /80% энергии события деления/ греет только топливо. Графит нагревается только нейтронами /2,5 штуки по 2 Мэв итого 5 Мэв из 200 т.е. 2,5%/ и некоторой частью энергии мгновенных 8 гамма-квантов, которая тоже порядка 2,5%.

В результате температура графита в гетерогенном реакторе не следует сразу за температурой топлива. Топливо во время разгона на мгновенных - облучается более холодными нейтронами энергий левее максимума сечения даже тогда, когда температура ТВЭЛов уже правее его.
Прежде чем графит разогреется до 2800 Цельсия - при которых предположим температура спектра нейтронов в равновесном состоянии была бы 3500 и перешла на ветку спадающего сечения деления плутония-239 - топливо успевает разогреться предположим до 10 тысяч градусов в РБМК.

ТВЭЛы начинают греть прежде всего воду а не графит, развивается давление в сотни атмосфер притом, что технологические каналы спроектированы на 70 Атм и прочность циркониевого сплава сохраняется до не очень высокой температуры. Более того, в РБМК при разгоне начинается экзотермическая паро-циркониевая реакция.

Иными словами, в случае РБМК топливо отдельно от графита и в каналы вода налита.
В случае ЯРД не так: конструкция реактора способна успешно пережить разгон на мгновенных нейтронах и переход на правую ветвь графика сечения деления, где правее резонанса 0,3 эВ возможна стабильная самоподдерживающаяся цепная реакция. Температура стабилизируется уставкой поглощающей компенсирующей решётки из термостойкого материала, мощность - регулируется подачей водорода. Больше подаётся теплоносителя - больше теплосъём так как реактор сам стремится стабилизировать свою температуру. Разумеется, при этом "вес&

Прочитать остальные комментарии...


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
  • С фотонным двигателем понятно. Светит, но не греет и не толкает. 
  • Для хорошего КПД нужна опора - любая масса, от которой можно оттолкнуться. Грубо говоря, стартовая катапульта - любое массивной тело, летящее в попутном направлении.
  •  Луна неплохо подходит, но желательно  иметь раз в десять поменьше гравитации.
  • Уран-5 горбинка при 0.3-0.4 eV. На графике в "Физических Величинах" 1991 год, стр 1092, примерно 20%. Доля нейтронов в этом пике, возможно, не превысит бета, и на таком топливе бояться нечего.
  • "Горбище" у плутония. Не убедительно Вы рассказали, как будете с ним бороться при прохождении 2000-3000 Цельсия.
  • Керамика. Начинает "течь" задолго до плавления. Те же мокс таблетки спекаются с плотности 60% до 96% при 1700-1800 Цельсия. Правило 2/3 абсолютной температуры никто не отменял. Поэтому предел для керамики урана и плутония, не выше 1900 Цельсия.
  • Прямоток водорода, Имхо не лучший вариант. Проще импульсом греть в  охлаждаемом цилиндре.Как в ДВС. 
  • Мягкий импульс. Газ не успевает нагревать стенки.
  • Дементий Башкиров 


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
обсуждение о возможности перехода на автономные микро электрогенерирующие установки до 100 МВт эл. Например за основу взять "Атомный двигатель Виноградова" (опубликовано 2017 - 2020 г.г. ряд статей на ПРоАтоме),

Уважаемый А.А.Виноградов, будет очень ценным если Вы как признанный специалист, много лет профессионально занимающийся высокотемпературными реакторами, сумеете в определённой мере объединить задачу тестирования материалов ЯРД и задачу создания высокотемпературных газотурбинных модульных электростанций. Может быть, в этом случае создание стенда с действующим мощным высокотемпературным реактором перейдёт на этап практического воплощения в материал.

При создании ЯРД есть непростая задача: как их тестировать. В первых тестовых включениях, когда конструкция и методы работы ещё не отлажены, вероятна разгерметизация ТВЭЛов и другие нештатные явления. В этой связи желательно, чтобы часть работ делалась при работе реактора ЯРД, или его материаловедческого прототипа, вместо атмосферы на замкнутый контур. Несмотря что температуры классических ВТГР и ЯРД в Кельвинах различаются в два раза, может быть в этом междисциплинарном объединении усилий возможна некая преемственность материалов и методов.

или то что заказало Минобороны США - аналог до 12 МВт эл. Оба эти типа не требуют ЛЭП, полное заводское изготовление

В США в середине 2000-х прорабатывалось использование малых модульных реакторов, на основе серийных лодочных, для энергоснабжения стратегических объектов путём резервного дублирования основной сети. Даже переспросил рассказавшего: "- И домов богачей тоже?". На удивление ответ оказался: "Нет, строго только стратегические военные объекты".

Для энергоснабжения мощных радаров расположенных в удалённой местности, на острове, энергоснабжения командных пунктов, удалённых военных аэродромов, SMR открывают ни с чем не сравнимые потенциальные возможности.

в одной из публикаций раскрыта конструкция ядерного туборективного двигателя

Будет очень ценным вкладом в копилку материалов сайта Ваш более подробный рассказ. Общественности мало что известно про работы в нашей стране по турбинным ВТГР.

Коротко о том, что известно общественности. По части из аспектов, дело может обстоять лучше, чем раньше:
*
считается, в России до 1991 года весьма ограниченное развитие получили энергетические газо-турбинные установки (ГТУ), которые изготавливались лишь двух типов: ГТ-25-700, ГТ-100-3М. Они работали при начальных температурах газа, не превышающих 770 Цельсия и не имеют охлаждаемого лопаточного аппарата.
*
Перед 1991 делался ГТЭ-150 с начальной температурой газа 1100 Цельсия, который по сведениям интернета с тех пор 30 лет работает однако почти не был растиражирован.
*
Выше температура - выше КПД. Учитывая что в воздухе 78% инертный азот N2, максимальная температура при сжигании нефти /керосина/ на воздухе 1900 Цельсия, природного газа 2200 Цельсия. Однако такую температуру не держат лопатки турбин, приходится снижать температуру горения подавая избыток воздуха.
*
В военной авиации все 46 лет "холодной войны" имелось отставание от Запада в совершенстве турбин, что крайне влияло на дальность отечественных самолётов. Это одна из причин, почему сверхзвуковой ТУ-144 имел дальность 3100 километров когда "Конкорд" 7250 и регулярно летал через океан.
*
После 1991 года, в рамках конверсии, многие типы мощных самолётных ТРД пытались приспособить в качестве наземных газо-турбинных установок соединённых с электрогенератором. Ресурс самолётных ГТД повышали снижением рабочей температуры, скорости вращения и мощности при работе в составе наземной ГТУ.
*
Моторесурс турбины от температуры зависит экспоненциально. Авиадвигатели работают при более высокой температуре чем наземные ГТУ, однако ресурс военных ТРД н

Прочитать остальные комментарии...


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Как же можно высказаться ... = по этой тематике только на закрытых семинарах. По поводу ресурсов у Вас отсталая информация -  открытая. Если есть разрешение обратитесь ОДК РФ. В статье и на семинаре я частично раскрыл конструкцию вальной турбины на консоле с подшипником с поворотом на 180 гр. потока рабочего тела и конструкцию безвальной турбины, которой вообще нет поверхностей трения. Ресурс был указан около 25000 часов. Активная зона конечно может работать без перерыва дольше. В гражданки таких разработок ещё не было. Это всё новое, и вряд ли в Росатоме приживётся. Отторжение полное всех влиятельных лиц, а в авиации таких задач главный конструктор турбин не получал. Замечу, американцы по программе Pele не собираются делать водо-водяные реакторы!


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
"Горбище" у плутония. Не убедительно Вы рассказали, как будете с ним бороться при прохождении 2000-3000 Цельсия.

Рассмотрим самый безопасный вариант. Не требующий от ТВЭЛов стойкости к разгону на мгновенных нейтронах.
*
Есть высокотемпературный реактор, способный выдерживать температуру всей конструкции, при которой температура спектра нейтронов находится на правой спадающей ветви графика сечения, при нейтронных энергиях выше резонанса 0,3 эВ в сечении плутония.
*
К реактору ЯРД подаётся водород по трубопроводу из бака жидкого водорода, имеющегося на космическом корабле. Там же всегда имеется бак с запасом жидкого кислорода для различных нужд: для дыхания, для производства воды сжиганием водорода в кислороде. При стационарной работе ЯРД, жидкий водород подаётся по трубе в радиационную защиту реактора, испаряется там и в газообразном виде поступает в реактор для дальнейшего нагрева.
*
Трубопровод жидкого водорода перед соединением с реактором проходит через теплообменник, нагреваемый кислород-водородной горелкой.
*
Для включения реактора - с холодного состояния он из-за подкритичности не запустится - включаем поток водорода и горелку, в реактор поступает горячий водород и греет до температуры максимума реактивности, соответствующей графику зависимости сечения деления плутония-239 от энергии нейтронов.
*
В реакторе половина объёма - графит в оболочках /W184?/ вторая половина - каналы для протока водорода. В которые в заглушенном состоянии реактора вставляется компенсирующая решётка поглотителей, как вариант - из карбида гафния HfC с температурой плавления 4220 Кельвинов. Каждый стержень решётки в поперечном сечении звездообразной формы, так что решётка во введённом состоянии допускает-таки некоторый проток водорода через реактор.
*
Когда прогрели реактор до температуры максимума реактивности, плавно извлекаем решётку и запускаем реактор выводя на мощность на запаздывающих нейтронах.
*
Вышли на мощность - плавно увеличиваем проток водорода и выключаем горелку, подаётся жидкий водород который испаряется охлаждая радиационную защиту и затем поступает в газообразном виде в реактор.
*
Уставкой поглощающей решётки - изменяемой по мере выгорания и отравления реактора ксеноном, самарием - устанавливаем температуру реактора. Мощность он будет регулировать сам, в зависимости от того сколько килограмм в секунду подаём водорода. Так как при работе на правой ветви графика сечения, подав больше теплоносителя - охлаждаем температуру, реактивность растёт /рабочая точка сдвигается влево/ увеличивает мощность и возвращает прежнюю температуру.
*
При необходимости заглушить реактор, вдвигаем компенсирующую решётку и переводим реактор в подкритичное состояние.

/К слову, доказано что разгон на мгновенных нейтронах - даже на быстром спектре - безопасен если реактор специально спроектирован на такой режим работы. Реактор ИБР-2М в Дубне стабильно десятилетиями работает с частотой 5 Гц, средней мощностью 1,6 МВт при мощности в импульсе ~ 1 GW. Надкритичность при разгоне на мгновенных быстрых нейтронах в каждом импульсе составляет около 0,1% то есть +0,5*beta плутония-239/. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Как же можно высказаться ... = по этой тематике только на закрытых семинарах.

Будет интересным узнать, какие семинары имеются в виду: в каких городах, при каких организациях.

Регулярных семинаров общеотраслевого масштаба по ядерной тематике сейчас в России, как будто бы, всего два. Один в Курчатовском более-менее открытый, хотя тоже де-факто по персональным приглашениям строящимся в определённой мере на личных связях. Второй закрытый в НИКИЭТе у Евгения Олеговича Адамова, связанный с проектом "ПРОРЫВ". - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Фотоны, кстати, не только толкают, но и, если поглощаются,  прилично греют. ))


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Патентовать это значит отдать врагу своё решение!

Что можно сказать.
Да, есть такое мнение. И оно даже весьма распространено среди старшего поколения в нашей стране. Редакция сайта с уважением относится ко всем авторам и сохранит Ваше мнение для истории. Как живое свидетельство о временах и нравах. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
Отличный ответ дежурного по сайту старому маразматику.


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Про маразматиков...   Георгий Геннадьевич Малинецкий, Профессор, доктор физико-математических наук, Вице-президент Нанотехнологического общества России, заведующий отделом моделирования нелинейных процессов Института прикладной математики им. Келдыша РАН объясняет....42 минута 58 секунда – про изобретателя - Два пути человечества - https://www.youtube.com/watch?v=aUiCx2UZdkY  .  Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Редакция с уважением относится ко взглядам всех авторов. Проявившееся отношение к патентованию в специфике нашей страны масштабнее, чем взгляды отдельных изобретателей старшего поколения.

Когда начинают поверхностной наукометрией сравнивать производительность науки США, Евросоюза, Японии, России, обнаруживают: число производимых патентов за год в России в десятки раз меньше. Делают поспешный вывод, будто патентовать нечего.

В действительности как мы видим, эта причина не единственная и даже не самая весомая. Многие конструктора старшего поколения считают, что система патентования - в том виде в каком она сейчас есть - не обеспечивает должным образом функции ради которых создавалась. Во многих случаях, признанный специалист к преклонному возрасту имеет пару патентов сделанных с единственной целью: чтоб на стенку повесить и продемонстрировать как подтверждение своих способностей: "- У меня есть в отличие от многих не только публикации в рецензируемых журналах, а ещё и запатентованное изобретение". При этом бывает, что он имеет и другие успешные работы которые не посчитал нужным патентовать. В результате связь между фундаментальной наукой, прикладной наукой и производством, пока-что, не такая тесная как могла быть. - Дежурный по сайту.



[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Смеётся тот кто смеётся последним... У Афанасьева Владимира Степановича 18 июля 2012 года на совещании в Минпромторге также спросили - "У Вас есть патент на гидроволновую технологию ?" Он ответил примерно так - "Нет... Как только я представлю эскиз своей установки в описании к патенту, то завтра это будет украдено, а после завтра такие предприятия как Сименс начнут её производство" Можете и сами его послушать - https://my.mail.ru/mail/owt2012/video/38/37.html  Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
О маразматиках и изобретателях… Не поленитесь, просмотрите 5 серию моего фильма - Беседа с Афанасьевым В С 15 11 2012 часть 5 - https://my.mail.ru/mail/owt2012/video/15/84.html


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Этот фильм я создал в назидание всем российским изобретателям… и тем кто наивно верит ПУТИНСКОЙ ВЛАСТИ … Начинайте смотреть мой фильм из 5 частей - Беседа с Афанасьевым В С 15 11 2012 часть 1 - https://my.mail.ru/mail/owt2012/video/15/80.html   30.04.2020 года (в четверг) состоится очередное заседание ВСЕРОССИЙСКОГО СЕМИНАРА
“ХОЛОДНЫЙ ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ И ШАРОВАЯ МОЛНИЯ” в РУДН. Повестка дня: 16.30-16.40 Самсоненко Н.В. (РУДН, Москва) О ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАБОТЕ СЕМИНАРА В УСЛОВИЯХ ПАНДЕМИИ
16.40-17.00. Пархомов А.Г. , к.ф.-м.н., ГНС (ОКЛ “КИТ”, Москва); О КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ НА АМЕРИКАНСКОМ РЕАКТОРЕ “SUNCELL”;
17.00-18.00. Жигалов В.А. , к.т.н., доцент (МИЭТ, Москва). ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВОЗДЕЙСТВИЮ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЮ СТРАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕГО ЭКРАНИРОВАНИЮ”.
Приглашаем Вас принять участие в заседании Семинара, которое будет проходить в режиме
“ВИДЕОКОНФЕРЕНЦИИ ON LINE” на платформе “ZOOM”. Идентификационный номер
Конференции 764-3103-9043, Пароль Lenr2020 .
Вход по адресу https://us02web.zoom.us/j/76431039043?pwd=Y2xBeEFNSGsvaDRLR1RiUFJML05xdz09 ПРЕЗЕНТАЦИИ И ВИДЕО докладов будут выложены на нашем сайте  lenr.seplm.ru [lenr.seplm.ru] и на сайте “Глобальной
волны”. РУКОВОДИТЕЛЬ СЕМИНАРА Самсоненко Николай Владимирович,  lenr.seplm.ru [lenr.seplm.ru] +7.916.627.4969 +7.985.061.5231   . Чтобы подойти к этому семинару во всеоружии предлагаю прочитать мои статьи - Разбираем доклад Никитина Три источника и три составные части основ теории ШМ, 8 января 2018 года (1).doc - https://cloud.mail.ru/public/88sM/BNnxNXo4P Разбираем доклад С.М. Година, 1.11.2017 года.doc - https://cloud.mail.ru/public/JtUM/9Nuq6KBE2 Об опасности работы на установках LENR.doc - https://cloud.mail.ru/public/FUra/3EV6jCnRi   Использование гидроволнового метода для очистки водных растворов_Афанасьев.pdf - https://cloud.mail.ru/public/G8fj/znfoLAq4U   Выдержка из работы – «Оценка радиационного воздействия струнно-вихревых солитонов» - https://esa-conference.ru/wp-content/uploads/files/pdf/Tatur-Vadim-YUrevich.pdf «Начало этой работы положил О.Д. Маслов осенью 2010 года. К этому времени было осознано, что многочисленные и разнообразные следы на рентгеновских фото- пленках не являются дефектами пленки, а остаются как след от взрывной распаковки МагнетоТороЭлектрического кластера [1,2] с выбросом потока электронов, в том числе, ускоренных до 6-10 кэВ. Например, это часто встречающийся след на фотопленках в виде «зонтика» или «птички» (фото 1). По предложению О.Д.Маслов были проведены исследования поверхности фотопленки под «птичкой», где были обнаружены микрократеры (фото 2). Стало понятно, что мы с соавторами [1,2] зафиксировали новый вид излучения. Фото 1. Объекты в виде «зонтика» и/или «пт

Прочитать остальные комментарии...


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 28/04/2020
По поводу ресурсов у Вас отсталая информация -  открытая. (.....) Ресурс был указан около 25000 часов. Активная зона конечно может работать без перерыва дольше. В гражданки таких разработок ещё не было. Это всё новое, и вряд ли в Росатоме приживётся. Отторжение полное всех влиятельных лиц, а в авиации таких задач главный конструктор турбин не получал.

В авиации с ресурсом турбин отечественных самолётов, в частности двигателя "Суперджета-100", по-прежнему есть к чему стремиться:
https://ru.wikipedia.org/wiki/SaM146
" о (.....) надёжности эксплуатации двигателей Sam146. После наработки от 1000 до 4000 часов, в камерах сгорания или маслосборниках могут появляться трещины и двигатель необходимо отправлять на ремонт. По информации источника газеты "Ведомости"
производитель двигателя обещает 7500-8000 часов работы до капитального ремонта. Ремонт вышедшего из строя двигателя стоит $2–5 млн и длится два месяца".  - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Прошу Вас не путать принцип работы дурбодвигателей на керосине с атомным турбодвигателем. На керосине есть износы и лопаток, и подшипников, и многие др. процессы. В атомном двигателе, если воздух на входе компрессор чистый, то абразивного износа нет. Керосин дает копоть, гарь, твердые абразивы. Это во-первых. Во-вторых, вы пользуетесь всё же открытой информацией: газета "Ведомасти", wikipedia и т.п. В СССР, в Средмаше и Общемаше, была другая информация и из других источников. В США уже как 12 лет закрыли свободный отдых специалистам, сделали как раньше было - спец остров с барами, барделями, рулеткаи и т.д. А на остров никто другой не проникнет. И космос чистят над ним. Всё просто, санкции на утечку умов от них! или секретов. А патентация, это вообще дремучий век, как Вы собираетесь через мировой суд оспаривать то, что у Вас украли? и сколько времени, и денег Вы истратите на это. Быстрее умрете, чем чего справедливости добьётесь. Вы судились? А я имел такое несчастье, был наивный молодой студент! В мире, кто силен по всем фронтам, тот и прав. Могу познакомить с немцем - Антоном Джеком, он патентами в Европе занимается, я в какой то степени повторил его слова.


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Каков порядок мощности насосов требуется для подачи 10 килограмм в секунду водорода в реактор?

Плотность жидкого водорода 70 килограмм на кубометр, 10 кг занимают объём 0,143 кубометра. Произведение P*V равняется 1,43 МДж и 2,86 МДж для давлений водорода в ЯРД соответственно 100 и 200 атмосфер.

Водород должен подаваться в течение длительности топливной кампании 5 суток электродвигателем мощностью соответственно 1,5 и 3 МВт. Наиболее прост вариант, если космический аппарат будет иметь литиевый аккумулятор заряжаемый от солнечных батарей. Запас энергии на 5 суток топливной кампании хотя и весьма велик, находится в осуществимом диапазоне учитывая одновременную работу солнечных батарей.

Учитывая мощность солнечных батарей действующей МКС 110 кВт, они успели бы повторно в космосе зарядить аккумулятор как раз к моменту подлёта к Марсу, когда понадобится включать следующий двигатель для выхода на его орбиту.

ЯРД первое время будут одноразовые: после длительной работы на номинальной мощности, остаточное энерговыделение альфа- и бета-распадов расплавит выключенный двигатель если его не охлаждать. В этой связи, желательно чтобы за время кампании выгорало по реакции деления не менее 20% загруженного плутония.

Для полёта на Марс требуются 3 включения: разгон у Земли, остановка на орбите Марса, обратный разгон к Земле. Поскольку ЯРД допускает одноразовое включение, требуются 3 ЯРД каждый со своим баком водорода. В соответствии с формулой Циолковского, массы баков водорода разные т.к. неодинаковы текущие массы аппарата и требующиеся приращения скорости; ЯРД в каждом разгоном блоке может быть одинаковый, серийный.

При успехе в деле компактификации ЯРД, особенно в контексте минимизации критической загрузки плутония в расчёте на двигатель, можно оснастить марсианский аппарат 7 ЯРД со своим цилиндрическим баком водорода каждый: 4 штуки работающие по очереди при старте с околоземной орбиты; одна штука для торможения на орбиту Марса, один для обратного старта к Земле и 1 запасной.

Ориентировочно, если каждый бак водорода массой 1000 тонн, диаметром 15 и длиной 80 метров, в ЯРД должен будет разделиться 1 кг плутония что при выгорании 20% позволяет иметь начальную загрузку 5 килограмм. При большей загрузке потребуется увеличить масштаб водородного бака для каждого ЯРД и увеличить перевозимую на Марс за 1 раз массу чтобы сохранить эффективность.

Ориентировочно, при загрузке 250 грамм Pu239 на тонну графита, получается 20 тонн графита объёмом 12 м3. Цилиндр диаметром 2,8 и длиной 4 метра при резервировании половины объёма на каналы для водорода и поглощающую решётку содержащую карбиды тантала и гафния. Следующим шагом нужно рассчитать: позволят ли такие габариты достичь критичности. - Дежурный по сайту.





[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Перечислим температуры плавления химических элементов и соединений, потенциально применимых в ЯРД в каком-либо качестве: матрицы дисперсионного топлива, соединения с ураном или плутонием, регулирующих стержней, материалов конструкции.
TaC 4270 K
HfC 4220 K
С (графит) 4020 Кельвинов
NbC 3870 K
ZrC 3690 K
W 3680 K
HfN 3580 K
ThO2 3540 K
HfB2 3520 K
Re 3450 K
TaB2 3370 K
TaN 3360 K
TiC 3340 K
Os 3320 K
ZrB2 3310 K
NbB2 3270 K
Ta 3269 K
ZrN 3250 K
BN 3240 K
TiN 3220 K
HfO2 3170 K
UO2 3130 K
UN 3120 K
MgO 3098 K
CeO2 3070 K
W2C 3068 K
ThN 3060 K
WC 3058 K
W2B 3040 K
ZrO2 2973 K
Мо 2890 К
BeO 2820 K
UC2 2770 K
Nb 2740 K
UB2 2700 K
UC 2670 K

Температуру плавления выше 3600 Кельвинов имеют 6 материалов, выше 3200 Кельвинов известны 30 материалов. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Дежурному спасибо за интересную рубрику. 


[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Спасибо за повод поболтать о том, что на фиг никому не нужно кроме удовлетворения амбиций нашей военщины. На марс и по космосу можно погулять без ядра. А сравнивать ледокольный транспорт с голой АЗ ракеты - это даже не лукавство, а хуже, чем заблуждение 


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
На марс и по космосу можно погулять без ядра.

Задача пилотируемого полёта на Марс осуществима для многоразовых химических ракет, дозаправляемых в космосе. Однако в целом - далеко не улетите без ядерной энергии. К Юпитеру уже особо не слетаете: для высоты земной орбиты 200 км, если минимальная добавочная скорость к Марсу 3,55 км/сек, то к Юпитеру 6,25 км/сек. Такого же порядка - обратно, плюс там манёвры если на спутники планет-гигантов приземляться.

КПД ракетного движения функция ((V/U)^2)*exp(-V/U) обуславливает: при требующейся скорости ракеты в 10 раз больше скорости истечения продуктов реакции, будет КПД 0,45%. При 5-кратном превышении V над U идеальная ракета даёт КПД 16,8% что можно условно считать верхней границей рационального применения ракетного движения в общем случае. Полёт от поверхности Земли с посадкой на Марс и обратно, можно считать как раз предельным случаем возможностей химических ракет. 

Характерные скорости истечения работающих в вакууме ЖРД, определяющиеся энергоёмкостью химических топлив: керосин+кислород = 3300 м/сек, метан+кислород= 3800 м/сек, водород+кислород= 4500 м/сек. Ядерный двигатель обеспечивает до 10 км/сек и открывает возможность полётов по всему "Кольцу астероидов" которых многие тысячи, некоторые платиновые. Также ЯРД открывает возможность перевозки увесистых грузов для колонизации Марса.



[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Краткое дополнение: зачем у Starship крылышки. Через 100 лет это, возможно, войдёт во все школьные учебники.

Собственно, когда мы оценочно прикидываем, сколько километров в секунду должна быть общая эквивалентная скорость ракеты для полёта к Марсу и обратно, к Луне и обратно, или куда-либо ещё в пределах планетной системы - не задумываясь не прибавляем скорость необходимую чтобы остановить космический корабль при обратном подлёте к Земле. А корректно ли это?

При подсчёте оказывается, что атмосфера начинает эффективно тормозить космический аппарат начиная с высоты километров 60, не выше. Учитывая радиус кривизны Земли 6380 километров, оказывается что космический аппарат начиная со скоростей немного превышающих вторую космическую, либо прошивает атмосферу и улетает не затормозившись, либо разрушается от перегрузки.

В качестве решения, нужны небольшие крылышки, площадь которых недостаточна для посадки "по-самолётному" однако позволяет маневрировать при космических скоростях. Третья космическая скорость 16,7 км/сек, примерно вдвое больше первой и позволяет вернуться с любого расстояния в Солнечной системе с объекта, вращающегося в плоскости эклиптики в том же направлении что и Земля. То есть с любой планеты.

При скорости спутника невысоко над Землёй, округлённо, 8 км/сек, центробежная сила равна силе тяжести и образуется невесомость при движении по орбите с постоянной высотой над Землёй.

Если по этой же орбите пойдёт возвращающийся аппарат со скоростью 16 км/сек, будет центростремительное ускорение 4g минус сила тяжести 1g итого 3g в потолок.

Космический корабль подходит к Земле по касательной к поверхности, входит в высотный коридор высотой порядка 50 - 80 километров, переворачивается и аэродинамической силой крыла стремится довернуть в землю. Учитывая аэродинамическое качество невысокое на сверхзвуке, ускорение торможения будет того же порядка 4 единиц, они складываются как корень из суммы квадратов так как угол между векторами 90 градусов.

С итоговой перегрузкой 5g - предельная величина которую человек может переносить без ограничения длительности величинами меньше минуты - космолёт может лететь вдоль поверхности Земли и замедляться сколь угодно долго. Порядка 5000 километров достаточны для остановки. Кроме того, поверхность с крылом в форме "Шаттла" только гораздо меньшим, позволит наклеить теплозащитные плитки на большей площади. Похоже, Илон Маск это ноу-хау уже знает и предусмотрел, поэтому Starship оснащён крылышками в том числе ради метода, позволяющего останавливаться в атмосфере Земли при возвращении с любой планеты Солнечной системы и при этом сохранять перегрузки приемлемыми для человека. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
сравнивать ледокольный транспорт с голой АЗ ракеты - это даже не лукавство

Учитывая минимальную высоту запуска реактора ЯРД 200 километров на орбите, за счёт множителя 1/(4*Pi*R^2) мощность дозы ионизирующего излучения 1-Гигаваттного реактора на поверхности Земли не превышала бы допустимую даже при отсутствии атмосферы. Которая, будучи 1 килограмм на квадратный сантиметр то есть эквивалентной 10-метровому столбу воды, поглощает все излучения до безопасных уровней.

Радиационная защита для ЯРД достаточна теневая и не толстая в направлении обитаемого отсека. По сути, достаточна "тепловая защита" снижающая мощность излучения ниже греющего уровня. Учитывая что баки водорода порядка 100 метров длиной (R^2 значительное), эффективно поглощают нейтроны, сложностей с радиационной защитой при использовании ЯРД не возникнет ни на Земле, ни на космическом аппарате. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
При конструировании ЯРД нужно учитывать специфическое явление: ИСПАРЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ. По-видимому, это одна из причин, в результате которых графитовым ТВЭЛам потребуется оболочка, возможно из W184.

Выберем в первом приближении диаметр ТВЭЛов 5 мм: толщина вольфрамовой трубки 1 мм с находящимся внутри 3-миллиметровым графитом смешанным с карбидом плутония.
Уже при температуре 3000 Кельвинов, далёкой от температуры плавления вольфрама, давление насыщенных паров порядка 10^-4 миллиметров ртутного столба приведёт к тому, что за 5 суток топливной кампании испарится слой вольфрама 0,2 мм. В первом приближении это максимально допустимая величина.

В случае графита без оболочки, давление насыщенных паров 10^-4 мм. рт.ст. достигается уже при 2000 Цельсия. Оболочка должна делаться из материалов, имеющих минимальное давление насыщенных паров при высокой температуре. И желательно, чтобы она имела минимальную проницаемость для соединений урана и плутония, находящихся в матрице дисперсионного топлива либо вблизи температуры плавления, либо в жидком состоянии.

Таким образом, температура при которой предстоит работать ЯРД, по-видимому заметно ниже чем 3480 Кельвинов соответствующие температуре спектра нейтронов 0,3 Электрон-вольта. Возникает задача: можно ли рассчитать активную зону реактора так, чтобы температура спектра нейтронов превышала температуру замедлителя, оценочно, в (3480/2700) = 1,3 раза? - Дежурный по сайту.




[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 30/04/2020
  • Задача формулируется по-иному. Конструкция должна гарантировать, что доля нейтронов с энергией менее 0,3 еВ не должна превышать бета плутония.
  • Решение - реактор на быстрых нейтронах.
  • Для гарантии, доля плутония в смеси ЯМ не должна превышать некрторую критическую величину. Или, просто ноль. 
  • Дементий Башкиров 


[
Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 29/04/2020
Чтобы все читатели понимали откуда что берётся, попробуем раскрыть в двух словах: откуда берётся критический радиус ядерного реактора.

Есть такое диффузионное уравнение, описывающее перенос нейтронов в пространстве в диффузионном приближении, идентичное P1-приближению метода сферических гармоник. Это дифференциальное уравнение второго порядка, в стационарном не зависящем от времени случае оно имеет вид:

D*(оператор Лапласа)*Ф + (nu)*(Ef)*Ф - (Ea)*Ф = 0

Физический смысл слагаемых: утечка нейтронов плюс их рождение минус поглощение, всё в единице объёма в единицу времени, в сумме равно нулю.

Обозначения стандартные: D - коэффициент диффузии равный (1/3) транспортной длины, Ea и Ef макроскопические сечения, Ф - плотность потока нейтронов, nu - число нейтронов при делении одного ядра плутония.

Как известно из математики, у диффура есть собственные функции а у собственных функций - собственные числа.

В данном случае, решением диффура является функция физический смысл которой - ход плотности потока нейтронов между центром и краем активной зоны реактора. Решением функции, в свою очередь - с учётом исправленного на утечку нейтронов граничного условия - является собственное число, которое по физическому смыслу и является критическим радиусом реактора.

Конкретный вид собственной функции определяется лапласианом, то есть геометрической формой реактора. Для сферы, цилиндра и параллелепипеда существуют простые аналитические решения. Для каждого из этих случаев оператор Лапласа выглядит по-разному, поэтому приводит к разным функциям Ф(r) в свою очередь дающим разные величины критического радиуса, критического объёма и критической массы реактора.

Теперь в упомянутом уравнении перенесём все множители от лапласиана, получится:

(оператор Лапласа)*Ф + ((eta-1)*(Ea)/D)*Ф = 0;

Коэффициент набранный из перемножения и деления трёх физических величин называется B^2 то есть 'Buckling', то есть по физическому смыслу кривизна внешней поверхности ограничивающей критический объём реактора /что наглядно в случае сферы/.

Чтоб диффур выполнялся, то есть был слева ноль равен нулю справа, этот множитель в случае сферы должен быть равен (Pi/R)^2 = B^2.

Для стационарного критического реактора, приравнивая материальный и геометрический параметры, находим критический радиус сферического реактора в диффузионном одногрупповом приближении. Реактор без отражателя:

R_krit = Pi/(3*(eta-1)*(Ea)*(Etr))^(1/2)

Дальше из этой величины надо вычесть поправку на исправленное граничное условие связанное с задачей Милна: 0,71 лямбда транспортная. Эта поправка велика в случае ядерного оружия т.е. металлических оружейных урана и плутония. И незначительна в случае большого реактора с малой утечкой, поэтому мы её в первом приближении можем не учитывать.

Сечения все нужно считать, в случае ЯРД, усреднёнными по функции распределения Максвелла не для 0,0253 электрон-вольт как обычно при комнатной температуре. А в связи с 3000 Кельвинами для энергии 0,3 электрон-вольт, которые для многих нуклидов и особенно плутония-239 попадают на мощный первый резонанс. - Дежурный по сайту.



[ Ответить на это ]


Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от Гость на 01/05/2020
  • доля плутония в смеси ЯМ не должна превышать некоторую критическую величину. Или, просто ноль.

  • При таком подходе возможно использование только урана-235. Которого только 0,72% в природном уране.

    Кроме того, если на тепловых нейтронах сечения урана-235 /583 барна/ и плутония-239 /744 барна/ сопоставимы, в районе резонанса 0,3 уран-235 и уран-233 имеют сечение деления в районе 200 барн. В то время как плутоний-239 при усреднении по спектру Ферми в БНАБ-78 имеет сечение деления 1642 барна и захвата 1091 барн. Полное 2750 барн на порядок больше, чем имеет уран-235 при равновесии энергии нейтронного спектра с температурой разогретого до 3000 градусов вещества ЯРД.
    Возникает мысль поискать способы, позволяющие данный эффект применить с пользой.

  • Задача формулируется по-иному. Конструкция должна гарантировать, что доля нейтронов с энергией менее 0,3 еВ не должна превышать бета плутония.
  • Решение - реактор на быстрых нейтронах.

    Решение перейти на быстрые нейтроны в ЯРД - самое простое, работающее. Однако в отличие от наземного бридера, в ЯРД наработке 1 килограмма осколков деления соответствует нагрев 1000 тонн водорода.

    Быстрый спектр характеризуется :
    1)
    большой массой критической загрузки, поскольку сечение деления урана-235 и плутония-239 на нём менее 2 барн
    2)
    Возможностью отвести малую тепловую мощность от каждого ядра плутония-239 по сравнению с дисперсионным топливом.
    3)
    Малым относительным достижимым выгоранием, 10% в лучшем случае, учитывая что ЯРД аппарат одноразового включения в связи с остаточным энерговыделением которое в космосе приведёт к плавлению и испарению материала отработавших двигателей при отсутствии охлаждения.

    Переходом на тепловой спектр в районе резонанса 0,3 эВ в идеале стремимся к тому, чтобы ЯРД совместно с баком жидкого водорода порядка 2000 тонн /диаметром 20 и и длиной 100 метров/ эффективно выжигал загрузку плутония за одно включение. Для такого бака переходит в осколки 2 килограмма, при за кампанию делении 20% начальная загрузка может составлять 10 килограмм плутония-239. Для ЯРД на быстрых нейтронах, близкие к этим цифры недостижимы если стремиться одновременно и к компактности, и к топливной эффективности. - Дежурный по сайту



    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 01/05/2020
    Отметим одно из ноу-хау, открывающих возможность создать ЯРД на тепловых нейтронах в районе 0,3 эВ на резонансе сечения плутония-239.

    Энергия нейтронов в максимуме сечения соответствует 3480 Кельвинов. Достаточно близко к температурам плавления даже самых тугоплавких материалов. Нужны гарантии что реактор ЯРД не расплавится. При этом работать он должен при температуре немного превышающей энергию 0,3 эВ для нейтронов, так как на ветви графика сечения правее резонанса возножно, как и при около-комнатных температурах, стабильное поддержание реактивности и мощности.

    Оказывается, температура спектра нейтронов равна температуре замедлителя только в частном случае: в бесконечной не поглощающей нейтроны среде. При наличии поглощения нейтронов в активной зоне и их утечки за пределы реактора, температура нейтронного спектра оказывается горячее температуры вещества замедлителя. Соотношение между температурой спектра нейтронов Т и температурой замедлителя Т0:

    T = T0*( 1 + 0,91*A*(Ea)/(Es))

    где А - атомарная масса замедлителя, Еа - макросечение поглощения, Еs - макроскопическое сечение рассеяния нейтронов.

    Предположим, хотим стабилизировать работу реактора на 2600 Цельсия (~2900 Кельвинов) при температуре нейтронного спектра 3600 Кельвинов. В таком случае отношение макроскопических сечений (Ea)/(Es) должно для графитового реактора составлять 0,03522.

    Отношение концентраций плутония к графиту получается 0,00006147 и отношение масс плутония к массе графита m(Pu239)/m(C12) = 0,00122

    Соотношение 0,122% т.е. 1,22 килограмма плутония на тонну графита получается без учёта присутствия в объёме активной зоны водорода как теплоносителя, конструкционных материалов /W184 и др/, компенсирующей решётки для регулирования реактивности, осколков деления, отравления реактора ксеноном-135 и самарием. После суммирования их к макроскопическому сечению поглощения, цифра концентрации плутония-239 в матрице, обеспечивающая установившуюся температуру 2600 Цельсия, окажется меньшей и достаточно удобной для практических конструкций. - Дежурный по сайту.






    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 01/05/2020
    Такой энтузиазм да в мирных бы целях использовать и не наши деньги, но дураков больше нет.  Такие проекты рассматривались 50-40 лет назад, но хватило ума отказаться. Компетентность была выше и понимание, что велика вероятность падения на наши головы еще одного чернобыля при очередных испытаниях.Теперь мы на 4-м месте по военному бюджету, а реально на первом с этим проектом. И на 124-м по здравоохранению.


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    "дураков больше нет.  Такие проекты рассматривались 50-40 лет назад, но хватило ума отказаться. велика вероятность падения на наши головы еще одного чернобыля при очередных испытаниях"

    Говоря о причинах, почему ЯРД не были построены до 1991 года, нужно выделить две основные:
    1) Неприменимость ЯРД для суборбитальных военных запусков баллистических ракет;
    2) Отсутствие многоразовых сверхтяжёлых химических ракет-носителей, чтобы выводить нужные для ЯРД тысячи тонн водорода на околоземную орбиту.

    Рассмотрим коротко развитие космонавтики.
    1)
    Начиналось очень бодро: первый "Спутник" в 1957 году. Масса 83 килограмма. Выведен на орбиту второй ступенью баллистической ракеты Р-7, которая сама вышла на орбиту имея массу конструкции без топлива 7 тонн. Впоследствии добавили третью ступень, и ракетой "Союз" стартовой массой 310 тонн стали выводить корабли "Союз" массой 7 тонн в качестве полезной нагрузки. В момент своего создания "Р-7" была самой крупной ракетой в мире. Сейчас она, практически, относится к лёгкому классу, геостационарные спутники ей не запускают.
    https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D1%8E%D0%B7_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
    Двигатели РД-107А керосин-кислородные и по современным меркам обладают простой конструкцией: открытый цикл, давление 70 атмосфер, скорость истечения 2520 м/с на уровне моря и 3080 м/с в космосе. Применена "пакетная схема" включения первой и второй ступеней, так как в 1950-е не умели запускать вторую ступень в полёте.
    За всю историю космонавтики запущены около 1500 ракет "Союз", выведших общую массу 10000 тонн.
    2)
    В 1965 сделали более грузоподъёмную ракету "Протон" массой 705 тонн, прежде всего для запуска геостационарных спутников а также разведспутников на высокие полярные орбиты. В период отладки, когда была высокая аварийность и невысокая гарантия успешного полёта, ракеты "Протон" использовались для запусков облегченных до 5400 килограмм космических кораблей "Союз" на облёт Луны. Без посадки на Луну, облететь её с возвратом на Землю могли 2 космонавта - это максимум ракеты "Протон". Работают его двигатели РД-253 на ядовитом топливе: гептил и окислитель тетроксид азота. Скорость истечения 2800 м/с на уровне моря и 3100 м/с в вакууме, давление в камере сгорания 170 атмосфер. Даже после этапа отладки, вероятность аварии при запуске 10%. В годы Лунной программы аварийность была выше; оборотная сторона медали: когда ракета стала отлажена и вероятность аварий снизилась - посчитали что слишком дорого тратить "Протоны" на регулярные запуски в дальний космос. К Луне нет запусков с 1976 года.
    3)
    История с созданием "Лунной" ракеты Н-1 всем известна.
    https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D-1
    Состоялись 4 неуспешных запуска, последний из которых в 1972 году.
    В этот период скончался С.П.Королёв. Его преемники оказались разных мнений и не нашли общего языка о путях дальнейшего развития отечественной космонавтики. Решили вместо доводки "Н-1" создавать новую ракету с нуля, таковой стала "Энергия" слетавшая два раза перед самым распадом страны в 1991 году.

    Некоторые критики считают, что преемники и конкуренты С.П.Королёва предпочли каждый иметь свою лавочку, в результате на пике могущества страны с 1972 (окончание "Н1") до 1987 года (первый полёт "Энергии") у страны не было ракеты тяжелее "Протона", который по словам критиков ядовитый и оставляющий желать лучшего по надёжности в связи с чем на нём никогда не запускали космонавтов.
    Таким образом, 15 самых продуктивных лет, 1972-1987, для тяжеловесных космических задач оказались не столь продуктивными как хотелось бы.
    4)
    Этот период был полностью преодолен только к 1987 году, первому запуску "Энергии" массой 2400 тонн.
    Её наследие до сих п

    Прочитать остальные комментарии...


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    Итак, с чем подошла отечественная космонавтика к настоящему времени, в контексте вывода тысяч тонн жидкого водорода для ЯРД на орбиту.
    1)
    Есть наследие боковушек "Энергии": отличный четырехкамерный двигатель РД-170 и его производные, половинка, четвертинка. По тяге РД-170 самый мощный в мире, чуть-чуть превышает однокамерного двигателя знаменитой ракеты Сатурн-5. Имеет тягу 740 тонн у Земли и 800 тонн в вакууме.
    Однако нет ракеты под этот двигатель. Ракета "Зенит" делалась с участием украинских предприятий, в рамках импортозамещения делают "Союз-5" одновременно с "Ангарой".
    2)
    РД-170 допускает 20-кратное включение.
    На его основе можно сделать повторение идеи ракеты "Фалькон-9" Илона Маска: многоразовость 80% с одноразовой второй ступенью для вывода 5000-тонной ракетой порядка 150 тонн. Устанавливая 9 двигателей на первой ступени и один такой же на вторую ступень.
    3)
    Полностью многоразовый космический корабль 'Starship' следующего поколения на керосин-кислородном РД-170 повторить невозможно: вторая ступень не выйдет на орбиту, выходить должна третья. Либо двигатели метан-кислородные как у Маска, дающие скорость истечения 3600 м/с у Земли и 3800 м/с в вакууме. Либо водород-кислородные РД-0120.
    4)
    Создавать метан-кислородные у нас спохватились только недавно, на основе водород-кислородных РД-0120 это в принципе возможно. Однако - дело сложное и не быстрое.
    Был сообщения, что по водородному РД-0120 кроме архивной документации за 30 лет ничего не осталось.
    5)
    Картина ещё более приземлённая если говорить о том, что есть прямо сейчас в наличии. Ракета "Протон" выводящая 23 тонны на орбиту, с 2025 года перестаёт запускаться. Производство её завершено, расписан план 14 остаточных запусков.
    Ракета "Ангара" не удовлетворила Минобороны, так как выводит меньшее число тонн чем в техзадании и не добросит серийный разведспутник до целевой орбиты. Облегчить разведспутник невозможно: только новую модификацию с нуля разработать, что опять непросто учитывая состояние дел с радиационно-стойкой элементной базой электроники.

    Остаётся ракета "Союз" выводящая 7,5 тонн. Надёжная, отлаженная, однако исполнилось 66 лет с подписания постановления о её создании в 1954 году.

    Вывод таков: если ЯРД и будут созданы, только в качестве вклада России в международные усилия по освоению пилотируемых полётов к Марсу. Тысячи тонн водорода будут выводиться многоразовой метан-кислородной сверхтяжёлой ракетой Илона Маска 'Starship', которая будет способна вывести по 150 тонн в многоразовом варианте и дозаправляться в космосе, переливая 4500 тонн водорода 30 порциями в марсианский пилотируемый космический корабль с ЯРД. - Дежурный по сайту.



    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    Дежурный - "Полностью многоразовый космический корабль 'Starship' следующего поколения на керосин-кислородном РД-170 повторить невозможно: вторая ступень не выйдет на орбиту, выходить должна третья. Либо двигатели метан-кислородные как у Маска, дающие скорость истечения 3600 м/с у Земли и 3800 м/с в вакууме. Либо водород-кислородные РД-0120." Понятны Ваши стенания... Только СЛЕПОЙ не может видеть ТОГО, что Роскосмос уничтожают... Обращался я в Роскосмос в 2013 году... Идея классная - ничего сложного в ней не было... Физика понятная... Я предложил им обратить внимание на водотопливные эмульсии получаемые с помощью гидроволновой технологии. Это водородная технология ! Но... Но она отличается от чисто водородных технологий тем, что водород в другом физическом состоянии... Доказать ЭТО не так то просто... Но при желании можно... Роскосмосу предлагалось вырабатывать следующую водотопливную эмульсию - 5 % керосина + 95 % дистиллированная вода... Вырабатывать и сжигать в ракетных двигателях - водородных двигателях... Не услышали... Проигнорировали... Для тех кто не понял... "В ракете-носителе «Ангара» будет применяться экологически чистое топливо, созданное на основе керосина; в качестве окислителя выступает жидкий кислород, 
    Подробнее на: 
    http://avia.pro/blog/angara-raketa-nositel-foto-harakteristiki-video [avia.pro]
     "... Моё предложение, которое на самом деле не моё, а изобретателя, выдающегося физика Афанасьева Владимира Степановича, было гораздо эффективнее по той простой причине, что у данной ВТЭ теплотворность гораздо выше чем у чистого керосина , т.е. данная ВТЭ является "водородной"... Документ от 2007 года - https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/107/1114.html Были и другие документы - просто у меня их нет - все они остались в архиве Афанасьева... 44 минута 29 секунда говорит Малинецкий - https://www.youtube.com/watch?v=aUiCx2UZdkY  "Наша научно-техническая мысль просто остановлена !" Делайте выводы...  Черепанов Алексей Иванович



    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    Можно кусать сегодня локти… Ругать кого-то… Что толку… Остается только самоорганизовываться – других путей я не вижу… Предлагаю осмыслить этот материал - https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1330 ГВТ и ВТЭ - новый фактор мирового энергетического рынка, 14.01.2014 г. - https://cloud.mail.ru/public/7DZs/MVrDefmj4   ГВТ и ВТЭ - новый фактор мирового энергетического рынка, 14.01.2014 г. – https://drive.google.com/file/d/1bVmUOrbfh3aSav9cmHDNDivTPkmGBxOp/view?usp=sharing   ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ - https://cloud.mail.ru/public/XECH/3kb2z2nJF   ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ - https://drive.google.com/file/d/11oG-ieeztuKg2qb5yR8ABSr-gS0EqizZ/view?usp=sharing  Черепанов Алексей Иванович


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    Черепанов, непризнанный гений... вам же советовали не загрязнять сайт своими ссылками! И советы свои оставьте при себе. 


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    Гением был Афанасьев Владимир Степанович ! Советы раздавайте своим близким ! Обойдемся без сопливых и трусливых ! Черепанов Алексей Иванович 


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    • Вместо водорода можно использовать другие материалы. Гелий и углекислый газ, аргон и просто перегретый водяной пар. Почему именно водород? 
    • Масса реактора при тысячах тонн рабочего тела не имеет значение. 
    • Сегодняшние мировые запасы У-5 превышают запасы П-9.
    • Выгорание имеет экономическое значение. У БР можно достичь 10%, у кермета У-5 на промежуточных 50%. Второй реактор ещё и дешевле. 
    • После отработки на старте движок придётся сбрасывать, даже если он не выработал ресурс. Перегреется, да и запускать снова опасно. Так что двигателей на звездолета должен быть не один десяток. 
    • Быстрый реактор на У-5 (или П-9) сегодня востребован для выжигания америция. Выжигатель миноров в ближайшие сто лет более необходим, чем космический двигатель.
    • Для сжигания 700 т Америция потребуется в два раза больше У-5. Планомерно закрытие Мирного Атомного Проекта займёт не одно столетие.
    • А куда полетим на ядерном сопле? Где есть в космосе ещё другая Земля Обетованная?
    • Тема межпланетного звездолета интересная, но это просто амбиции - сделать то, что другие не делали. Как применить этот реактор на Земле - более "приземленная" задача.
    • Дементий Башкиров 


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 02/05/2020
    Космос - фиговый листок для отсоса бюджета на реализацию мультика с супероружием. Кому надо и сколько стоит запустить в космос Эйфелеву башню с 2000 тонн водорода. ЯРД в космосе не нужен.Там без этих излишеств давно путешествует вояджер. И "Касини" смотрит на Сатурн с орбиты.


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    "Дорогостоящие гетерогенные реакторы Вы рассмотрели. А почему не обращаетесь к гомогенным? "

    Рассмотренный реактор физически, для нейтронов, является гомогенным. Плутоний и графит равномерно перемешаны и помещены в ТВЭЛы с оболочкой во избежание испарения. Внешний и внутренний блок-эффект очень малы. Водород прокачивается между ТВЭЛами, реактор корпусный на 100 - 200 атмосфер.

    Относительно дороговизны: если эффективно выжигать основной процент изначально помещённого в реактор делящегося материала, пропорция определяемая энергоёмкостью делящегося материала близка к 2 - 3 килограммам начальной загрузки плутония на 1000 тонн жидкого водорода. Учитывая что водород выведен в космос, его цена окажется больше стоимости ЯРД. Даже на земле величины сопоставимые при серийном производстве.

    "Газовый и пылегазовый гомогенный и гомогенизированный реактор дешевле на порядок, не требует особо термостойких материалов. Газ или пыль урана вбрасываете вместе с рабочим газом в камеру сгорания или сопло, и погнали хоть на край Галактики."

    Критический радиус смеси воды и урана-235 минимален при молярном отношении воды к урану-235 между 100 и 600. Для водорода и урана-235 окажется соотношение масс в объёме от 0,8:1 до 5:1.

    Слишком много урана-235 требуется во-первых, вся цивилизация снарядит несколько космических кораблей в год. Во-вторых, критмасса обратно пропорциональна квадрату плотности при остальных равных условиях. Если смешивать уран с жидким водородом, разовьётся огромное давление при приемлемых критмассах. Если смешивать газообразный водород с расчётом чтоб давление не превысило 200 атмосфер - критмасса огромной окажется, в тысячи раз больше предыдущего случая. Кроме того, температуры огромные развиваются.

    В отличие от графита, сечение поглощения нейтронов водородом довольно велико: 0,3 барна при комнатной температуре и 0,1 барн при 0,3 электрон-вольтах дающих скорость истечения 10 км/сек. Слишком разбавленные смеси урана-235, которые "проходят" по достигаемой температуре, оказались бы подкритичными.

    При более детальном рассмотрении смеси урана-235 и воды обнаруживается ещё более сильное ограничение. Да, в диапазоне молярного отношения от 100 до 500 H2O к U235 в растворном реакторе критмасса проходит через минимум равный 1,5 килограммам урана-235, диаметр водяного шара от 30 до 50 сантиметров всего лишь. В жидком водороде плотность 70 килограмм на кубометр сравнима с парциальной плотностью 111 килограмм на кубометр водорода в воде.

    Однако нейтроны почти все - тепловые при молярном отношении от 100 до 600. Чтобы поднять среднюю энергию нейтронов вызывающих деление, хотя бы до 0,3 эВ. Для этого требуется увеличить мольное отношение воды к урану-235 до 15, то есть брать водорода в реактор не более (1/8) массы урана-235. Иначе при нагреве реактор перейдёт в подкритику. При этом критмасса вырастет до 6 килограмм урана-5.

    Дальше пропорционально квадрату плотности: если при 200 атмосферах плотность водорода 1,6 килограмма на кубометр, оценка критмассы урана-235 будет: 6*(111/1,6)^2 = 28877 килограмм урана-235. И это чтобы нагреть до 3500 Кельвинов. Чтобы нагревать выше сохраняя в надкритике /чтобы более концентрированная смесь урана-235 выделила основной процент запасённой энергии/, нужно взять ещё меньшее количество водорода. Энерговыделение этой смесью расплавит любую стенку реактора.

    Можно конечно использовать дейтерий или графит, однако цифры требующейся массы делящегося материала всё равно очень велики.

    Поэтому оптимальным выбором является графитовый реактор с 1 килограммом плутония-239 в матрице, набранный из ТВЭЛов с оболочками из термостойкого материала вдоль которых прокачивается водород под давлением 100 - 200 Атмосфер в корпусном реакторе. - Дежурный по сайту

     


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    • Если полностью отрываться от реальности, что архи важно для Мега проектов, то нужно рассматривать все возможные варианты реакторов. Не повторять то, что делали предшественники, а развивать собственные идеи.
    • Дорогостоящие гетерогенные реакторы Вы рассмотрели. А почему не обращаетесь к гомогенным? 
    • Газовый и пылегазовый гомогенный и гомогенизированный реактор дешевле на порядок, не требует особо термостойких материалов.
    • Газ или пыль урана вбрасываете вместе с рабочим газом в камеру сгорания или сопло, и погнали хоть на край Галактики.
    • Разница температур в факеле и на стенках сопла может быть любой, которую задаёт конструктор. И никаких проблем с ОЯТ на борту.
    • То, что смертельно опасно для Земли с её живущими обитателями, совершенно безопасно для звёзд. Продираться сквозь космические тернии (проще и) безопаснее, чем через города и страны.
    • Дементий Башкиров 


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    Дежурному по сайту и Башкирову Д. 
    • Газ или пыль урана вбрасываете вместе с рабочим газом в камеру сгорания или сопло, и погнали хоть на край Галактики.            Действительно реально сделать. Если урановое топливо в виде микрошариков распределить в потоке рабочего тела (газа - водорода или т.п.) то можно, и расчет на пальцах это показал, в активной зоне создать плавную реакцию деления со скоростью развития равной скорости перемещения шариков через активную зону. Получим отличную тягу и нет проблем утилизации, перегрузки и т.п. двигатель всё равно одноразового пуска. Вопрос только в размерах запаса шариков и газа на время полёта, сколько нужно разовых атомных двигателей. Вообще то это утопия!!! для сегодняшней 3-й мир. войны вирусами. Не просто так засекретили данные по поражению людей вирусом. Рот Трампу заткнули про это говорить. В прессе разночтения, в основном ложь. Вирус уничтожает в мозге человека долговременную память. Может правда, так задумали. Учить не надо студентов, всё равно всё забудут. Греф, из отрывков "Бессогона" Михалкова, уже разделил мир людей на способных, и не способных, на которых нет смысла тратить деньги на образование. О каком Марсе можно мечтать?  


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    "Вместо водорода можно использовать другие материалы. Гелий и углекислый газ, аргон и просто перегретый водяной пар. Почему именно водород? "

    У водорода минимальная масса атома и значит максимальная среднеквадратичная скорость движения молекул:

    V = (3*R*T/M)^(1/2)

    R = 8,31 универсальная газовая постоянная;
    T = в Кельвинах;
    M = молярная масса в килограммах на моль;

    При подстановке температуры плавления вольфрама 3680 Кельвинов и молярной массы жидкого водорода 0,002 получаются 6774 метра в секунду. При подстановке молярной массы 0,001 получается 9580 м/с. Высокий процент диссоциированного на отдельные атомы водорода получается в факеле ракеты за счёт ряда ноу-хау.

    Гелий может пригодиться в небольшом количестве для добавки в поток водорода. Вариант: для накачки ТВЭЛов, через металлические оболочки которых он быстро диффундирует при температурах выше 2000 градусов. Для теплопередачи, то есть снижения градиента температуры по радиусу ТВЭЛа, возможно это позволит также увеличить стойкость оболочек ТВЭЛ в потоке водорода.

    Жидкий гелий кипит при 4,2 Кельвинах и его непросто хранить.
    Жидкий водород кипит при 20 Кельвинах. Многие металлические сплавы для корпуса бака ракеты для него не годятся т.к. становятся хрупкими, поэтому его на первых порах забраковал Илон Маск.

    Жидкий кислород замерзает при 50 и кипит при 90 Кельвинах /при 1 атмосфере/. Жидкий метан хранить ещё легче: замерзает при 90,7 и кипит при 111,6 Кельвинах /1 Атм/. Керосиновая ракета в принципе может оказаться "заморожена" если хранить заправленные баки полтора года при полёте на Марс. Напротив, у жидких кислорода и метана даже при полном выравнивании температур есть небольшой интервал, где оба материала жидкие. Илон Маск даже это предусмотрел.

    Предусмотрел также то обстоятельство, что Starship собственной заправленной массой 1320 тонн, с тягой 6 двигателей 1200 тонн, способен взлететь с поверхности Марса. Там ускорение силы тяжести 40% земного. И разогнаться выше его второй космической скорости (5 км/сек) для самостоятельного возврата на Землю.

    "Масса реактора при тысячах тонн рабочего тела не имеет значение. "

    Соотношение тяги к собственному весу 82 для РД-170, 136 для двигателя НК-33, 170 для метан-кислородного двигателя Raptor как цель техзадания к которой стремятся, и 180 для двигателя Merlin ракеты Falcon-9.

    При таких показателях масса цилиндрического топливного бака оказывается в разы больше чем двигатель, если баки достаточно прочные выдержать перегрузки в несколько единиц "g" при выходе на орбиту.

    Нужно стремиться к сравнимым показателям, уровня 1:100 по сравнению с массой рабочего тела. Порядка 45 тонн на двигатель можно выделить, максимум 90, при 4500 тоннах водорода, чтобы двигатель плюс топливный бак были раза в 2 - 3 легче чем полезный груз. На каждую 1000 тонн водорода образуется 1 килограмм осколков деления и допустимы не более 5 кг Pu239 стартовой загрузки. Порядка 1 кг на тонну графита, остальное - вольфрам-184 /оболочки ТВЭЛов/ и корпус выдерживающий 100 - 200 Атмосфер.

    Сегодняшние мировые запасы У-5 превышают запасы П-9.

    Да это верно, после освоения центрифужной технологии урана-235 оказалось на порядок больше чем плутония-239 в арсеналах сверхдержав.

    Вместе с тем, плутоний в перспективе доступен в количестве сравнимом с ураном-238 при быстрых реакторах. Благодаря высокому сечению в резонансе 0,3 эВ, возможно в одноразовом включении выжигать его реакцией деления 20% и более /вплоть до 50%/ складывая при этом количество, нужное для нагрева бака с жидким водородом не очень большой величины.

    "двигателей на звездолета должен быть не один десяток. "

    Достаточны 4 двигателя отрабатывающие по очереди. Один - разгон с орбиты Земли, второй - торможение на орбиту Марса, третий - разгон с орбиты Марса на

    Прочитать остальные комментарии...


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    Предыдущего сообщения /"Прогрессу.."/ автор - Дежурный по сайту.


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    Кому надо и сколько стоит запустить в космос Эйфелеву башню с 2000 тонн водорода. ЯРД в космосе не нужен.Там без этих излишеств давно путешествует вояджер. И "Касини" смотрит на Сатурн с орбиты.

    Без ЯРД далеко не улетите, много массы не перевезёте. На химических ракетах летают беспилотные аппараты массой сотни килограмм, и летают они используя только оптимальные по энергозатратам траектории. Причём как правило - полётом в одну сторону.

    Считается, человеку нужно 2200 килограмм кислорода в год, по тонне воды и еды, другие запасы. Итого без учёта регенерации - несколько тонн на человека, без учёта запасов ракетного топлива. Кстати отгородив этими запасами компактный обитаемый модуль, поглощаются до безопасных уровней быстрые протоны и другая космическая радиация в космическом корабле масштаба от 100 человек и крупнее.

    ЯРД открывают возможность пилотируемых полётов, многолетних космических путешествий по всей солнечной системе. Разгоняя 500-тонную МКС водородным разгонным блоком с ЯРД, общей стартовой массой на орбите Земли 5000 тонн, характеристическая скорость V = U*ln(M/m) оказывается 23 километра в секунду при скорости водорода 10000 м/с. Достаточно чтобы в плоскости эклиптики при полёте к любой планете Солнечной системы разогнаться стартуя с орбиты Земли, остановиться на орбиту в месте назначения и разогнаться обратно для возврата на Землю. - Дежурный по сайту.  




    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    При данных численных значениях - начальная общая масса 5000 тонн, конечная масса груза 500 тонн, скорость водорода 10 км/сек - КПД ракетного движения eta = ((V/U)^2)*exp(-V/U) оказывается вблизи максимально возможного значения и составляет 53%. - Дежурный по сайту


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    "Понятны Ваши стенания... Роскосмос уничтожают. Черепанов Алексей Иванович"

    Не стенания а попытка объективной констатации фактов.
    Пока ещё не всё потеряно, можно наверстать отставание. Если ничего не делать, через 10 лет будет "всё" когда Starship Илона Маска начнёт летать и производиться серийно.

    В 2022 году вступает в действие запрет выводить на российских ракетах спутники содержащие радиодетали производства США /почти все мировые аппараты их содержат/. Пилотируемый космос тоже перестанет приносить Роскосмосу доход, так как США и ЕС станут возить космонавтов на своих ракетах. Весь прогресс, все расходы по поддержанию текущей деятельности и издержки по переходу на новый тип тяжёлого ракето-носителя вместо "Протона", целиком повиснут на российском бюджете.

    Преднамеренно Роскосмос никто не уничтожает, в отличие от может быть гражданского авиастроения в начале 1990-х когда соответствующие решения были пролоббированы в профильном министерстве.

    Роскосмос по формальному числу сотрудников, числящихся на предприятиях, не меньше чем космические структуры других стран. Другое дело, на сколько процентов там балласт, и на сколько - толковые специалисты занятые актуальным делом. Предприятий много, однако они каждое по-отдельности не очень сильное, не очень оснащённое, многократно дублируют друг друга в ненужных задачах /создание одноразовых лёгких ракет/ и не делают нужных задач /многоразовой сверхтяжёлой ракеты/. В отличие от времён С.П.Королёва не объединены единым замыслом.

    Сформулировать этот единый замысел способен только научно-технический специалист, которых у нас в стране не очень-то пускают во власть. Большая удача, если в числе родственников и друзей правящей группы оказывается толковый инженер который получает карт-бланш на управление предприятиями. Однако таких родственников и знакомых мало. Есть брат Ю.Ковальчука М.Ковальчук, есть С. Кириенко, - очень мало людей имеющих опыт в науке, в высокотехнологичной промышленности, да и тех часто критикуют не по делу.

    Хороший пример взаимосвязи предприятий: чтобы перейти от масштаба ракет "Союз" 310 тонн и "Протон" 705 тонн к сверхтяжёлым ракетам - нужно выйти за пределы железнодорожного габарита. Каким способом везти ракету на старт, если иная дорожная сеть отсутствует между предприятиями-изготовителями и космодромом?

    Есть вариант делать ракету прямо на космодроме, отвозить километров 5 к стартовому столу - чтобы при возможном взрыве ракеты не разрушился завод по её производству - и там запускать. Так делает Илон Маск. С.П.Королёв делал "Н-1" тоже прямо на космодроме, однако технологический уровень того времени не позволял добиться качества при таком решении. Тем более космодромы у нас в стране в сложных климатических условиях.

    Второй вариант - возить баки ракеты с завода на космодром самолётами. Были сделаны 3 самолёта ВМ-Т "Атлант", грузовые АН-124 и АН-225 у которых сделали два хвоста чтобы по центру положить перевозимый бак или "Буран".

    Сейчас эти самолёты оказались невостребованы, о задаче транспортировки частей сверхтяжёлой ракеты у нас не задумываются: дело застревает на более ранних этапах. Все предприятия - и авиационные, и ракетные, не связаны единым замыслом а выживают поодиночке и стремятся никого не подпускать к своему финансированию. Кроме придворных подрядчиков разумеется.

    В результате каждое КБ хочет сделать ракету лёгкого класса, укладывающуюся в железнодорожный габарит, несмотря что в лёгком классе и так избыток: за счёт даром имеющихся старых списанных МБР, способных выводить на орбиту лёгкие спутники.

    Сделанный для ракеты "Энергия" двигатель РД-170 стали развивать в обратном направлении, от большего к меньшему: половинка (РД-180), четвертинка (РД-191). При всём при том, пока-что сохраняется окно возможностей направить прогресс по тому же пути,

    Прочитать остальные комментарии...


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    Сделаем оценку критического объёма графитового реактора ЯРД и критической массы плутония-239. Для простоты задачи рассмотрим не ЯРД с оболочками из вольфрама-184 или другого высокотемпературного материала, а только графит равномерно смешанный с плутонием без каналов для протока водорода. Коэффициент размножения нейтронов в таком реакторе приравняем к единице.

    K = K(00)*[1/(L*B)^2]*exp(-tau*B^2)
    В данном уравнении:
    K(00) = коэффициент размножения бесконечной размножающей среды;
    [1/(L*B)^2] = коэффициент избежания утечки термализованными максвелловскими нейтронами;
    exp(-tau*B^2) = коэффициент избежания утечки быстрыми замедляющимися нейтронами то есть спектром Ферми
    B^2 = геометрический параметр из одногрупповой теории реакторов
    L = длина диффузии нейтронов в размножающей среде
    tau = возраст нейтронов в графите /в квадратных сантиметрах/.

    Коэффициент размножения бесконечной размножающей среды K(00) найдём из "формулы четырёх сомножителей". В данном случае коэффициент размножения на быстрых нейтронах и коэффициент избежания резонансного захвата будут по определению равны единице. Коэффициент теплового использования тоже считаем единицей, так как при концентрации плутония-239 1 килограмм на тонну графита ядра С12 дают 3,4 барна сечения захвата на 2730 барн сечения абсорбции ядра плутония-239 в 25-й группе БНАБ.

    Возраст нейтронов в графите обычно считают 350 квадратных сантиметров. В случае ЯРД плотность графита окажется меньше обычных 1,6 кг на литр, вместе с тем и замедление нейтронов требуется до летаргии 15,7 вместо обычного значения 18,2.
    В первом приближении считаем тау графита 350 квадратных сантиметров.

    Квадрат длины диффузии для чистого графита 3200 квадратных сантиметров. Когда графит нагружен делящимся материалом, плутонием-239 в количестве 1,22 килограмма на тонну, L^2 = 65 см2.

    Коэффициент размножения плутония-239 'eta' на нейтронах энергии нижнего резонанса 0,3 эВ с учётом влияния верхних поглощающих резонансов возьмём равной 1,7.

    Считая в первом приближении для ровного счёта пи в квадрате десяткой, получается уравнение:

    K = 1,7*[ 1 + (650/R^2)]*exp[-3500/(R^2)]

    где  R - в сантиметрах.

    Решив это уравнение в программной среде Maple либо построив график получившейся функции, обнаруживаем что коэффициент размножения реактора K=1 при значении радиуса сферы R = 90 сантиметров.

    Масса графита 4885 килограмм, масса плутония 5,9 килограмм
    . При выжигании 20% загруженного плутония в реакторе с ненамного большей критической загрузкой /для запаса реактивности на выгорание и других факторов/, данному реактору соответствует бак с водородом массой 1300 тонн.  - Дежурный по сайту.



    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 03/05/2020
    Корректировка опечатки: формула для коэффициента размножения, разумеется, имеет вид
    K = K(00)*[1/(1+(L*B)^2)]*exp(-tau*B^2)

    При подстановке численных значений получается

    K = 1,7*[ 1 + (650/R^2)]*exp[-3500/(R^2)]

    где  R - в сантиметрах. Дежурный по сайту.



    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 04/05/2020
    ДЕЖУРСТВО СДАЛ.

    Уважаемые коллеги!

    По итогам планового периода моего дежурства на сайте PROATOM.RU обращаюсь со словами благодарности ко всем читателям и комментаторам которые, в рамках общих усилий по популяризации науки, откликнулись на предложение обсудить перспективы ядерных ракетных двигателей.

    Осмелюсь высказать мнение: предложенную неделю тому назад тему ЯРД нам, общими усилиями, удалось раскрыть. Получили освещение основные аспекты, достаточные для доказательства практической осуществимости ЯРД на нейтронах энергии 0,3 электрон-вольт на плутониевом топливе. Показано: по сравнению с вариантом на быстрых нейтронах, такой реактор имеет в разы меньшую критмассу при на два порядка большей тепловой мощности. Предложен вариант обеспечения стабильности энерговыделения выбором рабочей точки на правой ветви резонанса сечения абсорбции плутония-239 в районе 0,3 электрон-вольт, с использованием внешнего нагревателя при запуске реактора.

    Возможно, не так много гипотез для проработки численным моделированием, как хотелось, было высказано в поддержку крылатой ракеты "Буревестник" с ядерным воздушно-реактивным двигателем. Разве что использование графита вместо бериллия и его оксида. Совместно с советом использовать гидрид циркония в охлаждаемом воздушным потоком отражателе реактора. 

    Подводя итоги, нужно признать что обсуждение определённо удалось, тема в целом раскрыта, найдены геометрические размеры реактора ЯРД и концентрация плутония в графите обеспечивающая критичность в районе минимума критмассы при достаточном превышении температуры нейтронов над температурой вещества ЯРД. Численные значения оказались весьма благоприятны для практического осуществления ЯРД и достижения экономической эффективности, обусловленной высоким выгоранием начальной загрузки делящегося материала.

    Благодарю всех за проявленный интерес.

    С уважением, дежурный по сайту Хлюстин Денис Владимирович.




    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 04/05/2020
    Денис Владимирович, огромное вам спасибо за грамотное и интересное освещение темы. С уважением, постоянный читатель сайта proatom.ru.


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 04/05/2020
    Трудно представить что-либо абсурднее, чем проект запуска в космос трлн-в руб в теперешних, да и любых условиях. Безвозвратный улет станет успехом. Эта хрень не управляема. так как электроника работать не будет. Вероятнее всего эта хрень упадет на головы манкуртов - испытателей. как в Северодвинске или, что еще хуже на случайную выборку налогоплательщиков


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 04/05/2020
    .....налогоплательщиков....=== когда-то в начале 19 века владельцы парусного флота сильно протестовали против паровых машин и железных кораблей. Но время неумолимо вытесняло их из морской коммерческой перевозки грузов. Сегодня парусники -- просто роскошь, забава миллиардеров и спортсменов. 
    Изучение возможностей ядерного движителя в межпланетных полетах -- не блажь. Это не просто транспортное средство. Возможно они будут использоваться и в противодействии астероидам, кометам и другим космическим объектам. Кто знает, как будет складываться будущее человечества и планеты Земля. Очень возможно, что для экономики нам понадобится более плотное изучение ближайших спутников и планет.


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 05/05/2020
    Когда мечта о превращении естественного разума в искусственный интеллект, которым снабжено тело таракана, не боящегося радиации. станет реальностью. тогда таракан пересядет с парусника на ракету.Это будет другая "цивилизация"


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 07/05/2020
    "Трудно представить что-либо абсурднее, чем проект запуска в космос трлн-в руб в теперешних, да и любых условиях. "

    И это говорится в то время, когда космический корабль Илона Маска 'Starship' прошёл огневые испытания https://www.youtube.com/watch?v=Cp2oaguCzN8

    Через несколько лет на Луне приземлятся, затем на Марсе, затем на астероидах. Пригонят кусочек платинового астероида на Землю.

    Безвозвратный улет станет успехом. Эта хрень не управляема. так как электроника работать не будет.

    Вообще говоря, электроника не критерий: до самого недавнего времени (2020 год) ракеты "Союз" летали на аналоговом управлении, а не цифровом. Для жизненно важных процессов управление без компьютера, по-старинке, более надёжно. В современные самолёты-истребители наставили электроники, а как она поведёт себя при электромагнитном импульсе ядерных взрывов, не сгорит ли? Если да, в этом смысле современная цифровая окажется критически хуже старой аналоговой техники.

    На ракете с ЯРД электроника может работать как на обычной. Для экранирования излучений достаточна, в отличие от атомной подводной лодки, не "4 Пи" а теневая секторная радиационная защита. Плюс естественное экранирование расстоянием /множитель 4*Pi*R^2/ учитывая длину водородных баков порядка 100 метров, и поглощением нейтронов в толстом слое водорода.

    Дополнительная масса секторальной радиационной защиты потребуется массой менее 100 тонн. Возможно, она будет совмещена с испарителем жидкого водорода, являющимся одновременно отражателем ядерного реактора ЯРД. И тогда масса дополнительного материала радиационной защиты, реактора мощностью 1 ГВт, составит порядка 10 тонн что мелочь на фоне 5000 тонн стартовой массы корабля.

    Что касается сравнения ЯРД и водород-кислородного ЖРД. В первом случае скорость истечения для ровного счёта 9000 метров в секунду, во втором 4500 м/с. Различие 2 раза по скорости и 4 раза по энергии каждого килограмма массы отбрасываемого вещества в пользу ЯРД. Однако кроме того, КПД ракетного движения в обоих случаях  РАЗНЫЙ.

    Численный пример. Положим, надо нам на МКС массой 500 тонн лететь с низкой околоземной орбиты в кольцо астероидов. Масса конструкции ЯРД и баков водорода с хорошей теплоизоляцией, допустим, мы смогли сделать 250 тонн. Начальная стартовая масса 5000 тонн из которых водород 4250 тонн. При скорости истечения 9000 м/с характеристическая скорость ракеты на ЯРД будет 17 километров в секунду.

    На всё про всё 17 это не много: разгон у Земли, торможение у целевого небесного тела, разгон обратно на Землю.

    Теперь ставим задачу получить те же 17 км/сек на кислород-водородной химической ракете. При скорости истечения 4500 м/сек понадобится сделать соотношение начальной и конечной масс 43,7 то есть при стартовой той же 5000 тонн - конечная масса не более 114 тонн в которую входит масса конструкции. Отношение по массам 6,5 раз по сравнению с ЯРД именно потому, что помимо энергоёмкости /4 раза/ ЯРД ещё и работает в диапазоне отношений начальной и конечной масс, соответствующих максимуму КПД. В то время как в случае ЖРД высокие скорости, требующиеся для полётов по Солнечной системе, достигаются только при очень высоких отношениях начальной и конечной масс.

    Для справки, минимальные скорости ракеты на высоте 200 километров над Землёй, для полёта к планетам, в километрах в секунду:
    13,31 Меркурий
    11,25 Венера
    11,35 Марс
    14,05 Юпитер 
    15,03 Сатурн
    15.73 Уран
    16,00 Нептун
    16,7 Третья космическая скорость



    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 10/05/2020
    Уважаемые коллеги!

    В дополнение сказанного по теме ЯРД отмечу: ряд тезисов и формул, в целях лаконичности представления идеи, даны с небольшими упрощениями. Возможность выявления Вами мелких опечаток включена как приглашение к дискуссии и всячески приветствуется.

    Тезисы принципиально верны и не меняются при уточнении формул.
    Разберём одну такую опечатку.

    Определим КПД ракеты как энергию полезного груза в числителе делённую на энергию отбрасываемых продуктов сгорания в знаменателе, в системе отсчёта связанной с соплом ракетного двигателя. Данное определение, по сравнению с энергоёмкостью топливного состава, не учитывает КПД сопла который может быть довольно близким к единице: учитывает только отношение энергий ускоренного груза и выброшенного вещества, в случае ЯРД это водород.

    В строгом виде КПД имеет вид:
    eta = [(V/U)^2]/{[exp(V/U)] - 1}

    В тексте дискуссии, для краткости, использовано упрощение eta = [(V/U)^2]*exp(-V/U)
    верное для скоростей многократно превышающих скорость истечения, когда exp(V/U) много больше единицы. Аппроксимация для практически нужных случаев.

    График правильной функции КПД ракеты f(x) считая Х = (V/U):
    в нуле ноль, на бесконечности ноль, проходит через максимум равный ~=65% при Х~=1,6.  КПД:
    равен 40% при Х=0,5 и Х=3,4;
    равен 20% при Х=0,2 и Х=4,7;
    равен 10% при Х=0,13 и Х=5,8;
    равен 5% при Х = 6,8;
    равен ~0,5% при Х=(V/U) = 10. Таковы свойства ракетного движения.

    Приглашаю к выявлению других подобных деталей и выдвижению обоснованных предложений:
    1)
    Сколько тысяч тонн взять массу бака водорода?
    2)
    Какие параметры реактора ЯРД выбрать: сколько грамм плутония на тонну графита, сколько тонн графита? Эти величины можно варьировать в разумных пределах;
    3)
    Можно ли для уменьшения критмассы ЯРД применить гидрид циркония в отражателе реактора, совмещённом с испарителем жидкого водорода? Который из бака сначала поступает в отражатель гигаваттного реактора, прогреваемый гамма-квантами и нейтронами утечки (~3% общей мощности) и который, соответственно, может поддерживаться при невысоких температурах.

    С уважением, Хлюстин Денис Владимирович.
     


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 11/05/2020
    Акцентируем ценовую доступность межпланетных пилотируемых полётов по Солнечной системе, в том числе к Марсу и к кольцу астероидов.

    Илон Маск сообщил: в стартовой массе двухступенчатой ракеты Starship и Superheavy 4800 тонн топлива, из которых 78% жидкий кислород и 22% жидкий метан. Стоимость горючей смеси $100 за тонну.

    В пересчёте на метан для полёта плюс метан для работы наземных компрессоров чтобы произвести жидкий кислород из 20.000 тонн воздуха, цена метана за килограмм такая же, как бензин на обычной заправке.

    Стоимость топлива на полёт $500,000 плюс стоимость космического корабля в пересчёте на 100 полётов, плюс стоимость работ по сопровождению запуска, итого $1.5 миллиона за выведенные 150 тонн на орбиту. Себестоимость вывода на орбиту $10 за килограмм = 10 миллионов за 1000 тонн.

    Предусматриваются 3 варианта Starship: пилотируемый, грузовой, танкер, все с функцией дозаправки в космосе.

    Стоимость заправки 5000 тоннами водорода одного марсианского корабля масштаба современной МКС /полезная возвращаемая масса 500 тонн/ на низкой околоземной орбите, $50M, оказывается равна стоимости одноразовой ракеты "Союз" имеющей стартовую массу на Земле 310 тонн и выводящей на орбиту 7 тонн. Выигрыш 700 раз.

    В качестве космодрома в перспективе может использоваться стандартный океанский корабль класса 'New Panamax' несущий 120.000 тонн полезного груза. Длина 366 метров и ширина 51 метр, даже без расширения верхней надстройки как на авианосцах, достаточны для посадки космических кораблей "Starship" и первых ступеней 'Superheavy' прямо на палубу. Для одного полёта расходуются 2000 тонн метана, завод по производству жидкого кислорода из воздуха может быть размещён в самом корабле. Корабль может быть оснащён подъёмным краном для, при необходимости, подъёма с поверхности воды неисправных ступеней приземлившихся в море.

    Корабль между заходами в порт способен сделать 50 запусков ракеты. Учитывая что на старте энергия в ракете 13 килотонн с радиусом поражения ударной волной 2 километра, во время каждого запуска экипаж корабля может переместиться на вертолёты и запускать ракету дистанционно с необитаемой баржи. Частота запусков 'Starship' будет ограничиваться мощностью турбокомпрессоров на барже, заправляющих ракету 3800 тоннами жидкого кислорода после каждого полёта и возврата на палубу, составит ориентировочно 1 полёт в сутки.

    Таковы новые методы работы в космонавтике. Может ли скопировать Россия? Многих неожиданных компонент наготове нет, что связано с общим уровнем промышленного развития. У крупнейших современных кораблей глубина подводной части от 15 до 24 метров, дноуглубительные работы возле российских портов под этот стандарт даже не начинались. При этом они не излишество: масштаб корабля соответствует запасу топлива на 50 полётов, не так и много. Во многие подобные нюансы - решаемые но отсутствующие наготове - упирается скорость гипотетических работ по переносу мирового технологического прогресса на отечественную землю. 



    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 11/05/2020
    Россия не включена в международную космическую программу. "Буревестник" разрабатывается не для космоса. а для самоубийства


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 11/05/2020
    Отметим ещё одно техническое решение Илона Маска: выбор метана для топлива ракеты вместо водорода как самого энергоёмкого практически осуществимого варианта.

    При сгорании в кислороде водород выделяет 15,6 МДж на килограмм продуктов реакции. Метан 10 МДж/кг что приводит к скоростям истечения, соответственно, 4600 и 3700 метров в секунду. Вторая величина, как и в случае водорода, в отличие от случаев керосина 3300 м/с и гептила 3100 м/с, позволяет выводить груз на орбиту двухступенчатой а не трёхступенчатой ракетой.

    Метан выбран как более технологичный вариант, по сравнению с водородом требующим не 20 Кельвинов а температуру даже чуть более тёплую чем для кислородного бака.

    Похоже, при огромных масштабах ракеты метан-кислородное топливо относится к категории долго-хранимого. Обычно в этой роли используется ядовитая топливная пара гептил плюс тетраксид азота, дающая скорость истечения даже в вакуумном варианте максимум 3100 метров в секунду.

    Из опыта известно: в случае обычной отечественной 5-тонной цистерны жидкого азота, испаряется порядка 50 литров в сутки. Полностью испарится за 120 суток. При том же качестве теплоизоляции, цистерна массой 1200 тонн - пропорционально отношению кубических корней - испарится за 745 суток, равняющихся времени полёта на Марс и обратно. При экспедиции несколькими космическими кораблями, долгохранимость топлива достаточная.

    Интересно отметить, что средняя плотность компонент топлива метан-кислородной ракеты та же, что и у керосин-кислородной, в 2 раза больше чем у водород-кислородной. Вдобавок в отличие от метан-кислородного варианта, при 20 Кельвинах в случае жидкого водорода охрупчиваются многие хорошо освоенные сорта сталей.

    В случае водород-кислородной ракеты, в связи с двукратной разницей в плотности, оказывается выше доля масса баков, также пару процентов потерь скорости добавляет большее аэродинамическое сопротивление при полёте большего бака той же массы. Это частично съедает выигрыш в скорости истечения, имеющийся у водородной ракеты над метановой.

    По сравнению с керосиновой ракетой, хотя плотность керосина 0,8 выше плотности метана равной 0,415 грамм на кубический сантиметр, удельная доля кислорода плотностью 1141 килограмм на кубометр во втором случае выше для полного сгорания топлива. И по средней удельной плотности с учётом обеих компонент, метановая ракета даже выигрывает пару процентов у керосиновой по этому параметру, вдобавок к выигрышу по скорости истечения.

    Учитывая все преимущества метановых ракет - долгохранимость, незамораживаемость при выравнивании температур компонент, выигрыш в удельном импульсе и в удельной плотности, возможность производства на Марсе, пригодность обычных сплавов для изготовления ракеты при температурах жидкого кислорода и метана (но не водорода), достаточность скорости истечения для выхода второй а не третьей ступени ракеты с грузом на орбиту - Илон Маск сформулировал облик своих многоразовых ракет.

    Парадоксально, однако в США не считают нужным держать в качестве государственной тайны все эти идеи. У нас бы засекретили и расстреливали всех иностранцев пытающихся перелезть через забор военных НИИ, КБ и заводов с колючей проволокой под током, пытающихся разведать подобные подробности. 



    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 15/05/2020
    Парадоксально, однако в США не считают нужным держать в качестве государственной тайны все эти идеи. У нас бы засекретили и расстреливали всех иностранцев пытающихся перелезть через забор военных НИИ, КБ и заводов с колючей проволокой под током, пытающихся разведать подобные подробности.  Вы наивный человек!  В США пустышки рекламируют на весь мир, а действительно ценное для войск прячут так, чтобы даже "Коэны" не приблизились, как было в 1945.


    [
    Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 11/05/2020
    В качестве иллюстрации: серийно производимый корабль стандарта 'New Panamax' который при использовании в качестве плавучего космодрома, совмещённого с заводом по производству жидкого кислорода, между заходами в порт достаточен на 50 запусков многоразового космического корабля 'Starship' с первой ступенью 'Superheavy'. Одновременно, площадь его верхней поверхности достаточна для приземления и первой и второй ступеней:

    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/93/Container_Ship_CMA_CGM_Theodore_Roosevelt_in_NY_Harbor_on_Sept_7%2C_2017_%2836415318053%29.jpg


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 11/05/2020
    Спасибо, Денис! Вот уж, действительно, порадовал хорошим материалом. Кстати, многое прояснилось о событиях под Архангельском.


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 18/05/2020
    Дополнение.
    Оценка величины тепловой мощности высокотемпературного графитового реактора ЯРД габаритов, близких к минимальным критической загрузке плутония и критическому объёму.

    Предыдущими сообщениями мы дали оценку критическому радиусу графитового реактора без отражателя: 90 сантиметров, объём сплошного графита 3 кубометра, 4885 килограмм при плотности 1,6 кг/литр.

    Как отмечалось, нам нужно от него отвести тепловую мощность 1 ГВт. Возможно ли это?
    Перед оценкой отметим: при необходимости, тепловую мощность реактора можно снизить до 100 МВт для рассмотренной "марсианской" ракеты стартовой массой 5000 тонн на низкой орбите Земли. И возвращаемой с околомарсианской орбиты к Земле массой 500 тонн с последующим аэродинамическим торможением в атмосфере Земли.

    При этом мы посчитали секундный расход водорода 10 кг/сек при длительности топливной кампании 5 суток. Полёт с Земли к Марсу при минимальной достаточной скорости, с которой туда вообще возможно долететь, будет длиться 8,5 месяцев = 259 суток. Из них общее время работы трёх включений трёх ЯРД 5 суток. То есть в принципе, на пределе допустимого, миссия осуществима при минимальной мощности реактора порядка 100 МВт. Это актуально если бы удалось сделать реактор очень компактным.

    Итак, оценим: какую же тепловую мощность можно отвести от реактора минимальных критических габаритов. Поставим сначала вопрос несколько по-другому:
    каков может быть максимальный диаметр графитовых ТВЭЛов, чтобы при требующейся удельной мощности, перепад температуры между поверхностью и осью цилиндрических ТВЭЛ не привёл к их плавлению?

    Для оценки используем соотношение:
    R_max = [4*(lamda)*(delta T)/(Q*K]^(1/2)
    в котором:
    lamda = коэффициент теплопроводности графита;
    (delta T) = перепад температуры между осью ТВЭЛа и его боковой поверхностью;
    Q = удельная мощность в ваттах на кубометр.

    Туда же в знаменатель под корень нужно учесть коэффициент неравномерности энерговыделения 'K' в реакторе, среднего и пикового, порядка двойки. Ну и конечно, цифры будут для пиковых значений амплитуд, которых для реального реактора должны быть в пару раз меньшими для запаса до плавления.

    Теплопроводность графита нужна для температур между 4000 К и 3000 К если нам нужно нагревать водород до 2600 Цельсия. Условно оценим её величиной 20 Ватт/(м*К), так как обычно в справочниках приводится для более низких температур: при 30 Цельсия равна 150, при 1000 Цельсия 43 Ватта/(метр*Кельвин).

    Удельная мощность у нас = 1 ГВт на 3,05 кубометра = 327 МВт на кубометр. В реальном реакторе критические объём и загрузка плутония будут больше, т.к. половина объёма не графит а каналы для протока водорода и материал оболочек ТВЭЛ, возможно вольфрам-184. 

    Перепад температуры берём 1000 Кельвинов: по оси 4000 (берём предельные параметры для оценки порядка величины), водород греем до 2900 К, 100 Кельвинов перепад между оболочкой и обогреваемым водородом, 100 K перепад на вольфрамовой оболочке ТВЭЛа. Остаются 900 Кельвинов на перепад между центром и краем графитового ТВЭЛа равномерно пропитанного плутонием-239 в форме карбида либо какой-то иной.

    Оценка по формуле даёт:
    R_max = [20*900/(2*327,000,000)]^(1/2) = 0,0052 метра = 5,2 миллиметра.

    Такими /или более тонкими/ должны быть ТВЭЛы ЯРД, чтобы отвести гигаватт тепловой мощности от осей к боковой поверхности внутри графитовых ТВЭЛов.

    Как видим, по цифрам идея проходит. При этом ЯРД даёт комсическому кораблю ускорение 0,002*g на старте и (1/50)*g перед израсходыванием водорода.

    Отметим: формально, если уменьшить диаметр ТВЭЛов до 0,75 миллиметра, увеличить секундный расход водорода /если прочность струн-ТВЭЛов позволит/ и поднять мощность реактора до 50 ГВт, то почти без водорода 500-тонный космический корабль мог бы взлетать с Земли, а не с ок

    Прочитать остальные комментарии...


    [ Ответить на это ]


    Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
    от Гость на 21/05/2020
    Поскольку долго никто не заметил, пора отметить: в формуле
    R_max = [20*900/(2*327,000,000)]^(1/2) = 0,0052 метра = 5,2 миллиметра

    под корнем не учтена четвёрка, соответственно по фактору температурного перепада между осью и переферией графитового ТВЭЛа менее 900 Кельвинов, максимальный допустимый диаметр ТВЭЛа 2,2 сантиметра при тепловой мощности реактора 1 ГВт.

    Что нам говорит данная, довольно большая, цифра? Что можно выбрав диаметр ТВЭЛов порядка 5 мм, иметь умеренные температурные перепады: между осью ТВЭЛа и его внешней поверхностью; перепад температуры по толщине (вольфрамовой ?) оболочки ТВЭЛа, а также перепад между внешней поверхностью ТВЭЛа и прокачиваемым водородом. При этом диаметр ТВЭЛа остаётся достаточно большим, чтобы не испариться в вакуум за время топливной кампании, даже при весьма высокой рабочей температуре.

    В крайнем случае можно в несколько раз уменьшить тепловую мощность реактора удлинив топливную кампанию: время разгона плюс время торможения желательно иметь не более (1/4) всего полёта. Которой к Марсу максимум 260 суток, при условии чтобы вытянутый эллипс траектории корабля вокруг Солнца по касательной коснулся орбиты Марса. Соответственно, можно вместо 5 суток при 1 ГВт иметь ЯРД на 65 суток при мощности порядка 100 MW.

    К слову, вскоре на ракете "Falcon Heavy" будет запущена автоматическая межпланетная станция к астероиду Психея, состоящему из золота, платины и других благородных металлов. Лететь туда в разы дальше чем к Марсу, однако проще: по прилёте нет мощной гравитации, можно легко отколоть кусочек, энное количество тонн, и увезти на свою планету.



    [
    Ответить на это ]






    Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
    E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
    За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.35 секунды
    Рейтинг@Mail.ru