Обсуждение космических программ
9,217,374
41,444
|
Аладдин ( Слушатель ) |
| 04 фев 2019 12:38:59 |
В России могут создать венероход для работы при температуре плюс 500 градусов по Цельсию
новая дискуссия Новость 707ЦитатаВенероход массой чуть более тонны и способный работать по температуре плюс 500 градусов по Цельсию может быть создан в России. Такой проект предлагают реализовать специалисты НПО им. С. А. Лавочкина (предприятие - разработчик лунных и марсианских аппаратов).
"Цель проекта - создание венерохода с возможностями движения по грунту Венеры, как у марсохода типа Curiosity (американский марсоход) по грунту Марса. Масса венерохода, включая систему входа в атмосферу, систему спуска и посадки составляет 872 кг без запаса, масса венерохода с запасом составляет 1059 кг, задача - работа венерохода при температуре 500 градусов по Цельсию", - сказал представитель НПО Лавочкина, выступая на Королевских чтениях.
По его словам, необходима разработка высокотемпературных (жаростойких) компонентов для венерохода - аккумуляторных батарей, электродвигателей, приводов, электроники. Разработать венероход способно НПО Лавочкина, поскольку у предприятия есть большой опыт в создании лунных и марсианских аппаратов, уточнил специалист.
Представитель НПО сообщил в беседе с корреспондентом ТАСС, что сейчас по этому проекту не проводятся научно- исследовательские работы (НИР), пока это делается в инициативном порядке. "Если будет продолжение, то будет переход от НИРовской работы к этапу технического предложения. Это должен быть не один проект, а программа исследования. Есть надежда, что проект венерохода войдет в следующую Федеральную космическую программу, которая будет после 2025 года", - отметил он
https://tass.ru/kosmos/6068311
ОТВЕТЫ (24)
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 11:38:56 |
Цитата: ralex от 05.02.2019 11:29:55
По сравнению с электроникой, батареями и материалами на 500 градусов, нет.
|
|
basilevs ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 11:45:54 |
Цитата: mse от 05.02.2019 11:38:56
Единственное, что приходит в голову - поставить там хорошую теплоизоляцию и тепловой насос, выбрасывающий обратно наружу лишнее тепло. Ну и питать такое чудо в условиях Венеры можно будет только от ядерного реактора.
|
South Wind ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 12:25:54 |
Сообщение удалено
South Wind
13 фев 2019 19:46:51
South Wind
13 фев 2019 19:46:51
Отредактировано: South Wind - 13 фев 2019 19:46:51
|
Renderer ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 14:39:55 |
Цитата: caSmith от 05.02.2019 14:32:27
Где взять кислоту на поверхности в серьезных количествах? Она вся в облаках.
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 16:05:20 |
Цитата: Renderer от 05.02.2019 14:39:55
может что-то придумать можно?
полно углекислого газа и азота, высокая температура и давление бесплатно.а ветрогенератор с ветром 1м/с в такой плотной атмосфере - вообще красота.
|
|
South Wind ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 21:27:15 |
Сообщение удалено
South Wind
13 фев 2019 19:46:34
South Wind
13 фев 2019 19:46:34
Отредактировано: South Wind - 13 фев 2019 19:46:34
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 14:38:13 |
небольшой турбореактивный.
И выхлоп не при чем, на входе тоже девяносто.а можно и ветрогенератор.
|
__Alex_loki_ ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 14:58:23 |
Цитата: ralex от 05.02.2019 11:29:55
для одних вещей проблема , для других польза .
вот господа соревнуются в остроумии по вопросу снабжения аппарата энергией .
а вот использовать атмосферу венеры в качестве электролита бескорпусной батарейки не догадались . :Р
привычка противостоять окружающей среде , а не использовать её - это плохая привычка . )
|
|
ralex ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 14:14:45 |
Да, стереотипы часто мешают. Но на поверхности сухой азот с углекислым газом. А вот дирижабль над облаками...
|
|
__Alex_loki_ ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 14:49:51 |
Цитата: ralex от 06.02.2019 14:14:45
дирижопль обсуждали на ветке "стратегия освоения.." . если дирижопль будет висеть на ночной стороне венеры выше облаков , то там и людям можно быть .
на Земле облака из воды , но наибольшая влажность у поверхности . так же и у Венеры - наибольшая концентрация серной и сернистой кислот в газовой фазе у поверхности .
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 18:43:57 |
ДВС Дизеля на натрии для Венеры! Если хватит концентрации кислоты у поверхности.
Или турбина!
|
|
ralex ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 19:28:26 |
Цитата: caSmith от 06.02.2019 18:43:57
Продукт "сгорания"- сульфат натрия? Твердый, как его из цилиндра удалять?
|
Senya ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 19:54:41 |
Цитата: ralex от 06.02.2019 19:28:26
Интересно, а не проще чистую воду привезти, пусть она испаряется и турбинку крутит?
|
|
PPL ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 21:23:04 |
Цитата: Senya от 06.02.2019 19:54:41
Принципиальных проблем по источнику электроэнергии вообще не вижу.
Атмосфера, 96СО2 + 4N2, плотность при температуре 500 С и давлении 100атм - 67 кг/м3
Судя по характеру эррозии на фотоснимках, движение воздушных потоков у поверхности есть. По данным телеметрии, 0.1-2м/с, допустим до 10 м/с.
Отличные, замечательные цифры же.
Высокотемпературные постоянные магниты х 70-е годы - это Самарий-Кобальт, 300-350 цельсия в прыжке - без охлаждения не катит.
Сейчас Al-Ni-Co-Fe или Альнико/AlNiCo на алиэкспрессе (ЮНДК - в России), работают до 550цельсия - это из доступных человекам с улицы.
Не ветрогенератор, а турбина в цилиндрическом корпусе, которая самоориентируется навстречу потоку.
Нет подшипников - и сама турбина и корпус подвешены на парах твердосплавная игла - корунд, как в урановых центрифугах или часах.
Пусть турбинку ветер крутит - он там всего в 14 раз менее плотный, чем вода на Земле.
В лопастях крыльчатки залиты постоянные магниты, в корпусе турбины обмотки генератора постоянного тока так же залита, нет ни полостей, ни электроконтактов, ни подшипников, не требуется охлаждения - нет разрушающего воздействия атмосферы. Считать, конечно, надо, но по прикидкам срок службы не часы, а года получатся.
Из пары дюжин модулей набрать ярус прямо над колесным модулем (ЦТ пониже опустить), причем нижняя часть - сетка, в узлах пересечения которых корундовые шайбы подвеса корпусов турбинок - грязь, песок просто падают обратно на венеру. Суммарная мощность в сотни ватт вполне просматривается.
Источник даёт рваную энергию - воздушные потоки не постоянны - без промежуточного накопителя не обойтись - вот тут да, вопрос.
Тепловой аккумулятор - греть излишками электричества расплав солей, и преобразовывать тепло в электричество как РИТЭГ?
Да и как запасной источник (мощность у него никакая для электродвижения) реальный РИТЭГ никто не мешает поставить, Pu-238 является дефицитом для штатов, а не для РФ.
|
|
PPL ( Слушатель ) |
| 07 фев 2019 08:54:44 |
Цитата: caSmith от 06.02.2019 23:36:55
ВВД - это большая масса прочных баллонов, это много трения в компрессоре, как его ни извращай, это актуаторы магистралей и редукторы давления. Нафик-нафик. Тогда уж грузик поднимать на блоках вверх, накапливая потенциальную энергию - хотя бы давление не мешает)))).
В источнике, в накопителе, в движетеле нужно максимально избегать любого механического трения, никуда не деться только на конечном преобразовании электричества в движени колёс и направляющей рамы (если смотреть на уже подробно кинематически проработанную схему шасси ХМ-ВД-2).
Электроаккумуляторы/ионисторы земные не катят - по материалам и/или по неспособнобности противостоять давлению: всё, что с высокой ёмкостью герметично, конструкция не допускает взаимодействия с атмосферой. Щелочные NiCa/кислотные свинцовые не герметичны, но там потеря ёмкости, кипение электролита, химреакции с СО2, короче, не годятся. Страшной серной кислоты, кстати, у поверхности следовые количества, в смог в Лондоне в воздухе её количество сравнимо. Так что или разрабатывать негерметичный химический аккум для тех условий, либо выбирать иные варианты, позволяющие накопить электричество из источника малой/непредсказуемой плотности и отдавать за сравнительно короткое время достаточную для электродвижения мощность.
Из-за запаздывания сигнала управления, всё равно модель безопасного движения - раз в полчаса переползание на следующие метр-два-пять, потом ожидание команды операторов и накопление электроэнергии "на рывок".
Поэтому вариант - электричество генератора нагревает расплав солей, термоаккумулятор, разница температур с окружающей средой - источник нерваного, предсказуемого потока энергии, преобразовываемого обратно в электричество . Термоэмиссия? Пельтье?
Современные термоэлектрогенераторы на теллуриде висмута, сурьме-висмуте по температуре - не для Венеры. Термоэлектронные преобразователи хочють вакуум, а нам нельзя, у нас давление, в печку. Термоэлектрика на эффекте Пельтье - уже хорошо, но широкораспространенные до 500 градусов, высокотемпературные до 800, маловато, разница температур там не с земной комнатной, а с 500 окружающей всё же.
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 05 фев 2019 14:33:50 |
Цитата: Прокруст от 05.02.2019 10:37:07
все это фигня. кондей японский из нержавейки - и всего делов.
|
|
Николаев ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 10:39:36 |
Цитата: Аладдин от 04.02.2019 12:38:59
Цитата: South Wind от 05.02.2019 13:25:54Я бы поставил за поршневой ДВС если на два-три дня. Конечно выхлоп в 90-стоатмосферную атмосферу понизит кпд, но думаю 50 КВт со ста килограмм можно снять.
Цитата: Renderer от 05.02.2019 15:14:49А окислитель для него с собой повезём? С Земли?
Венероход - созданный, но не запущенный проект СССР
В 80-х годах XX века советское правительство, окрылённое постоянными успехами в освоении космоса, всерьёз задумывалось над отправкой исследовательского планетохода на Венеру - планету, наиболее похожую на нашу Землю в рамках Солнечной системы. Задача эта однако была чрезвычайно сложной ввиду суровых венерианских условий.
Ведь по результатам многих советских межпланетных миссий было хорошо известно, что температура на поверхности Венеры составляла в среднем 464°C, а давление - 92 земные атмосферы; также на планете не исключались и кислотные дожди. Помимо этого на пути к поверхности определённую сложность представляло преодоление последней границы верхних слоёв атмосферы, где дуют очень сильные ветра (120-140 м/с), перегоняя толстые облака из концентрированной серной кислоты, и периодически возникают мощные грозовые разряды.
По земным меркам Венера - это настоящий раскалённый ад, где не проживёт долго не только ни одно живое существо, но и даже крепкие роботизированные машины из титана. Хотя наличие серной кислоты и атмосферы, приемлемое расстояние до Солнца заставляло многих исследователей предположить, что некогда на планете могли существовать целые океаны жидкой воды. Вполне возможно, что тогда «утренняя звезда» была жарким тропическим раем и, быть может, там даже имелась своя жизнь. Но почему тогда, будучи очень похожей по составу и размерам на Землю, Венера эволюционировала совсем другим путём? Что же могло там произойти в незапамятные времена?
Ответ на этот вопрос могло дать более детальное и длительное исследование венерианской поверхности. Но для этого требовалось создать планетоход, способный вынести все вышеописанные тяготы жизни на данной планете. К тому же помимо всего прочего (памятуя о ранее полученных от советских межпланетных экспедиций снимках каменистого венерианского рельефа) необходимо было решить задачи высокой проходимости сильно пересечённой местности со сложным рельефом, своевременного обнаружения непреодолимых препятствий и их объезда, а также обеспечения достаточным количеством энергии для длительной работы.
Советские учёные и инженеры из ВНИИтрансмаш решили справиться с этой задачей, и уже к 1986 году ими был подготовлен и успешно испытан аппарат, получивший индекс ХМ-ВД-2.
Разработанный роботизированный комплекс имел ряд уникальных на то время (и всё ещё актуальных до нынешнего дня) технологических решений.
Прежде всего отечественными специалистами для планетохода было разработано необычное шасси. Его ходовая часть состояла из 6 колёс с грунтозацепами и развитой опорной поверхностью, занимающих почти всю ширину робота.
Каждое колесо снабжалось индивидуальным вращающим мотором. Каждая пара колёс была соединена с соседней парой гибким сочленением, благодаря которому каждая отдельная пара колёс могла поворачиваться вбок, а также подниматься вверх или опускаться вниз относительно тела планетохода для преодоления даже весьма больших препятствий. Так во время испытаний было отмечено, что ХМ-ВД-2 мог с успехом переезжать метровые камни, притом что его шасси было заметно меньше в высоту.
Колёса достаточно обтекаемы по своей форме - это (совместно с большой шириной ходовой части) имеет большое значение при движении через высокие гряды и завалы камней. Вообще же характерный для сильно пересечённой местности вид препятствий - это крутые подъёмы. По мере увеличения угла подъёма - увеличивается буксование колёс, в контакт с грунтом вступает вся их опорная поверхность, ширина колеи увеличивается и при этом происходит перенос грунта и небольших камней грунтозацепами и формирование грунтовых отвалов за колёсами - как следствие за планетоходом создаётся дополнительная опора, что помогает ему преодолеть трудный участок подъёма.
Для очень крутых подъёмов с сыпучим грунтом реализован также механизм колёсно-шагающего типа. Каждая из 2 секций, соединяющая 3 пары колёс при необходимости могла удлиняться (как показано выше на фотографии); таким образом ХМ-ВД-2 мог, например, вытянуть вперёд и вверх переднюю пару колёс, зацепиться ей за край крутого подъёма, а затем подтягивать к ней другие пары колёс. То есть, в этом случае планетоход больше шагал, чем ехал. Подбором длины шага, скоростей выноса и вращения колёс можно было выбирать оптимальный для конкретной локации режим передвижения.
Такая до мелочей продуманная способность колёсного робота перемещаться по сложному рельефу местности позволяла ощутимо сократить количество манёвров для объезда препятствий. В крайне негостеприимных условиях Венеры это было особенно важным - ведь самая большая продолжительность работы искусственного аппарата здесь составила всего 127 минут (АМС «Венера-13»). Поэтому для инженеров было важно любыми путями уменьшить время непродуктивной жизни планетохода с целью передачи максимально возможного объёма ценнейших научных данных с «утренней звезды».
Автоматизация также была призвана продлить срок полезной службы робота. Ведь если бы планетоходом управлял оператор с Земли, то управляющий сигнал до Венеры шёл бы десятки минут. Поэтому разумно было сделать исследовательского робота как можно более самостоятельным.
Для этого в процессе испытания планетохода был испытан способ обнаружения препятствий по положению ходовой части. Так, если угол наклона вбок какой либо пары колёс превысит допустимое значение, автоматика заставит робота остановиться (дабы избежать переворота), отъехать назад и немного поменять курс при сохранении главного направления движения. Если же венероход встретит на своём пути обрыв, и его передние колёса опустятся далеко вниз - это даст сигнал о непроходимом препятствии, после чего машина самостоятельно даст задний ход и изменит направление движения.
Отдельно стоит поговорить об источниках энергии. Применять солнечные батареи на Венере не представлялось невозможным. В условиях агрессивной атмосферы они бы быстро вышли из строя, да и ввиду постоянного плотного облачного покрова над поверхностью на планете всегда сумрачно (даже если солнце стоит в зените, на Венере в этот момент освещение будет таким же, как и в пасмурный день на Земле). Однако на Венере постоянно дуют ветра, по земным меркам довольно слабые (в среднем 1 м/с), но учитывая большую плотность атмосферы, они создают ощутимый поток, сравнимый с медленным течением воды; поэтому робот был снабжён ветросиловой установкой, состоящей из лопастного поворотного двигателя и электрогенератора для подзарядки аккумуляторов. Для автоматизации разворота и установки ветродвигателя на ветер также были применены виндрозы.
Ветрогенератор подзаряжал аккумуляторы, работающие на специальном электролите, который был твёрдым в земных условиях, но запланированно плавился и становился жидким в венерианских. Такие батареи в свою очередь должны были питать передовую электронику, устойчивую к очень высоким температурам (предполагалось использовать микросхемы на искусственно выращиваемых алмазных пленках, которые могли исправно работать от -150°C до 800°C).
Даже сегодня этот проект выглядит сверхсовременно. Однако Советский Союз имел все шансы ещё тогда, в далёком 86-м запустить первый в истории человечества венероход (и, в таком случае, он бы был единственным до настоящего времени)...
Но к сожалению, проект так и не был реализован до конца. Столь славные и светлые намерения безжалостно оборвала Перестройка. И кто знает, если бы не она, какими бы ещё смелыми достижениями удивляла весь мир наша страна?
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 06 фев 2019 13:47:57 |
Цитата: Николаев от 06.02.2019 10:39:36
Нормальный проект. Куда полезней сверхтяжа.
Кстати, такое шасси (или очень похожее) я видел и в проекте советского марсохода. Сверхпроходимая вездеходная исследовательская платформа?
|
|
Николаев ( Слушатель ) |
| 08 фев 2019 08:27:22 |
Цитата: caSmith от 06.02.2019 13:47:57
Да, только он по моему назывался транспортный робот повышенной проходимости. Визуально очень похожи.