PRoAtom

Агентство ПРоАтом. 27 лет 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

Подписка на электронную версию

Атомные Блоги

PRo IT

Подписку остановить невозможно! Подробнее...

Задать вопрос

Наши партнеры

PRo-движение

АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее

PRo Погоду

Сотрудничество

Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.

Время и Судьбы

Re: Карфаген должен быть разрушен! Как? Нагреем вечную мерзлоту в России! (Всего: 0)
от на 21/01/2022

Цитата:
"И при чём здесь ракетные двигатели с большими расходами рабочего тела? Зачем нагревать, например, водород в активной зоне, когда уже вчера опробовали в работе на огневых испытаниях в Роскосмосе (КБ Келдыша) ионные двигатели, в которых разгоняется малое количество рабочего тела до громадных скоростей, и получают такую же тягу, как если бы расходовать водород 1000 кг в сек."

Разъясняем.
1)
ЯРД для пилотируемых полётов по Солнечной системе актуален, так как даёт скорость истечения (от 5 до 10 км/сек) выше чем водород-кислородный ЖРД (4,5 км/сек). ВТГР с турбиной на замкнутом контуре теплоносителя, для отладки материалов и технологии, ради отладки ЯРД актуален даже при нерентабельности как электростанция.
2)
По меркам реактора одинаковой мощности, в ЯРД как раз малый расход рабочего тела, порядка 10 килограмм водорода в секунду при тепловой мощности 1 ГВт. Поскольку перепад температуры при нагреве теплоносителя под 3000 Цельсия.
3)
Ионные двигатели могут иметь скорость истечения десятки, сотни и выше километров в секунду. Но: откуда брать электричество? Либо солнечная батарея либо реактор, и тяговооружённость получается сверхнизкой.

Илон Маск сделал шедевр: спутники "Starlink", так даже там соотношения таковы.
Масса спутника всего лишь 260 килограмм, площадь солнечной батареи аж целых 30 квадратных метров на которые Солнце у Земли светит 40 кВт, из них в виде электричества Солнечная батарея с высоким КПД даёт 6 кВт. Для сравнения: отечественные в десятки раз более тяжёлые спутники геостационарные имеют меньшую электромощность и делаются единицами в год, тогда как Илон Маск поставил на конвейер и планирует запустить 40.000 штук причём 2.000 штук уже запустил.

Так вот: спутник 260 кг выводится на низкую 200 км орбиту, раскрывает солнечную батарею и дальше сам на ионном двигателе за несколько недель поднимает орбиту километров до 600. При этом вся мощность солнечной батареи тратится на ионный двигатель. После поднятия орбиты двигатель выключают, и 6 кВт переключают на радио-ретранслятор интернета.

В случае пилотируемого полёта к Марсу:
минимальная скорость на 200-километровой высоты участке выведения 11,35 километров в секунду. Лететь 260 суток. Желательно чтобы время разгона и торможения не превышало 10% времени полёта. Если к Марсу двигать 500-тонную МКС с возвратом на Землю, запас водорода должен быть порядка 4500 тонн. Многоразовыми кораблями Starship Илона Маска такое количество поднять на низкую орбиту абсолютно реально.

При тепловой мощности ЯРД 1 ГВт нагревающего водород, получаем длительность топливной кампании 5 суток. В разумном пределе, можно снизить тепловую мощность ЯРД до 100 МВт что потребует длительности топливной кампании 50 суток: разгон у Земли к Марсу, торможение на орбиту Марса, разгон около Марса обратно к Земле станции возвращаемой массой 500 тонн. Кстати, 1000 тонн водорода при 10 км/сек соответствуют выжиганию 1 килограмма делящегося материала. Потребуется выжечь в осколки деления 5 килограмм делматериала. Поэтому критмасса урана-235 в графитовом ВТГР, и тем более плутония-239, не ограничивает возможность создания рассматриваемого ЯРД учитывая нужный запас реактивности на выгорание.

Теперь вспоминаем про ионные двигатели. Если у них скорость истечения выше чем у ЯРД что сделать легко - тяга при одинаковой мощности будет ещё меньше. А на 500-тоной орбитальной станции иметь ГИГАВАТТЫ электромощности абсолютно нереально по современным и ближайшего будущего представлениям.

"Сила" ЯРД в том, что ядерная энергия без посредничества электричества напрямую греет рабочее тело в развитом теплообменнике, каковым является сам реактор. Это позволяет иметь высокую удельную мощность: недостаточную для взлёта с Земли, но достаточную чтоб за несколько дней разогнаться при полётах между Землёй и Марсом. Ионные двигатели этого не позволяют, даже не говоря про убывание плотности мощности потока излучения Солнца на расстояниях много больших чем радиус орбиты Земли.

[ Ответить на это | Администратор ]

Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@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: 0.05 секунды