Летим на Марс
258,640
1,794
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 19:13:20 |
К вопросу о атомных планетолетах
новая дискуссия Новость 3.089Не меньше чем решение проблемы радиатора!
Вот теперь становится понятно почему ОКР нужно перезапустить =)
А не потому что "ой ффсе"
18 мая на салоне "Архимед" Роскосмоса Центр имени Келдыша получил золотую медаль со совершнно скучную разработку, которая, на самом деле, скрывает сенсацию: ядерный буксир с высокой долей вероятности отказывается от капельного излучателя, так как академиком РАН Анатолием Сазоновичем Коротеевым предложено гениальное в своей простоте изобретение.
Ссылка на новость на сайте Роскосмоса: https://www.roscosmos.ru/28537/
Ссылка на патент Анатолия Сазоновича Коротеева: https://findpatent.ru/patent/268/2686...
ОТВЕТЫ (282)
|
Danila96 ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 19:25:54 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:13:20
Прочитал патент.
В плюсах габариты, отсутствие возник с развертыванием капельных систем, возможность разной конфигурации радиаторов.
В минусах - масса.
Если капельный излучатель весил 4,5 тонн на 1 мегаватт лектрической мощи, то в шарообразном, для получения той же мощи, требуется уже 12 тонн вытащить в космос.
|
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 19:34:31 |
Цитата: Danila96 от 22.05.2020 19:25:54
Капельный излучатель, успешно работающий в космосе еще никто не сделал, даже в виде опытного образца. И сколько будет весить реальная конструкция - можно гадать, не более. Вопрос со сферами у меня никакого сомнения не вызывает. Тем более, что газонаполненные сферы с легким поддувом можно делать из фольги практически - что уже космонавтика проделала с "баллонным типом баков" И масса в результате будет сильно поменьше 12 тонн.
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 20:27:29 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:34:31
вопрос в том, что будет при попадании микрометеорита. Капельный тут каг-бе вне конкуренции.
|
|
basilevs ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 20:49:58 |
Цитата: mse от 22.05.2020 20:27:29
Наработки по капельнику никуда не делись. Когда эту дурищу удастся наконец собрать и запустить - к нему вернутся. Просто капельник - большой технический риск. Убрать этот риск - повысить вероятность успешного выполнения всего проекта. Там и без этого сложностей хватает.
А уже когда полетит - можно улучшать, прикручивая капельник. Можно сначала даже не на всю мегаваттную мощность, а просто небольшой экспериментальный в дополнение к "лошарику".
PS: Из шаров, наверное, будет удобнее "кольцо" собирать. Но это и без нас разберутся.
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 20:51:39 |
Цитата: basilevs от 22.05.2020 20:49:58
Там ещо не изо всякого те шары делать. хорошо бы под 1000кельвин.
|
Волжанин ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 17:28:24 |
Цитата: mse от 22.05.2020 20:27:29
Для метиоритов нужен байпас. Трубопровод параллельный шару.
При пробитии газ должен направляться через байпас, минуя пробитый шар, а вход и выход в шар должны перекрываться.
Соответственно мощность и тепловыделение реактора должны резко снижаться.
Такое решение увеличит сложность и вес конструкции и при этом увеличит надёжность.
Для грузовых кораблей такое усложнение возможно будет лишним. Надо будет считать вероятность поимки метеорита и соответственно экономику всего решения.
|
|
Гипс ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 21:46:25 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:34:31
Думаю, любая конструкция, в расчете на микрометеориты, не будет весить как "из фольги практически". Замена поврежденных шаров в космосе новыми надувными - это плюс, но на другой чаше уменьшение потерь драгоценного газа. 4 метра в диаметре - это приличный объем. В любом случае, сделают как надо, а мы посмотрим.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 21:57:01 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:34:31
если мне не изменяет мой склероз, американцы делают тонкостенные баки из легированной стали 0,3-0,5 мм ... или это был никелевый сплав ... не помню ...
не совсем понятно, зачем именно шарообразная форма, если наиболее эффективное излучение только вблизи условного экватора шара ... в этом контексте лучше сделать цилиндрическую обечайку ... там общий тепловой поток будет выше ... условную цистерну ...
и следующим этапом ... а не проспособить ли под это дело пустые топливные баки верхней ступени? и ничего дополнительно выводить не требуется ...
еще вариант - сделать излучатель также и из головного обтекателя вокруг ТЭМа ... интегрировать его в конструкцию модуля ...
а вот насчет послать меня заваривать отверстия от микрометеорных тел ... насмешил ... пока я буду их заваривать ... либо весь охладитель утечет либо систему нужно будет перекрыть для избежания утечки ... но реактор так быстро не заглушить ... т.е. для защиты реактора от расплавления система охлаждения должна работать беспрерывно и утечки должны устраняться автоматически за очень короткое время ... запасы охладителя на борту не безграничны ... должна быть система локального аварийного запенивания или еще что-то подобное ...
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 07:30:14 |
Цитата: Фёдор144 от 22.05.2020 21:57:01
1. а как быстро глушится реактор?
2. Какова теоретическая минимальная тепловая мощьность реактора?
|
Senya ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 07:37:14 |
Цитата: caSmith от 23.05.2020 07:30:14
Со скоростью движения поглотителя нейтронов. А там уж как реализовано.
Цитата: caSmith от 23.05.2020 07:30:14
Сразу после остановки - вроде приводилось значение 7% от номинальной. Может в разных конструкциях и отличается, но вряд ли больше чем на двоичный порядок.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 09:10:53 |
Цитата: caSmith от 23.05.2020 07:30:14
взрывная декомпрессия в вакуум все одно быстрее ... там того теплоносителя будет пару-тройку килограмм ... нужно обязательно делать сегментирование охлаждающих контуров для резервирования ...
http://www.atominfo.ru/news4/d0457.htm
там кпд дается примерно 40% ... отсюда тепловая мощность 2,5 МВт ... это в момент нарушения целостности контура ... плюс время реакции системы ... даже если заглушить ... тепловая инерция ... фукусиму тоже заглушили ... и воду сотнями тонн ... из океана ...
|
|
iron-zorin ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 21:21:31 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:13:20
Хм. Радиатор в виде тела с наименьшей поверхностью? Это как-то слишком гениально...
Офф: Ненавижу видеоблогеров!!!
Полчаса трепать языком о том, что можно в 5 абзацах обписать.
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 22:27:59 |
Чо вам даст поверхность в космосе? Оно-ж должно излучать, а не поглощать уже излучонное. Ташта там нужно думать и о конфигурации поверхности.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 22 май 2020 23:54:16 |
Цитата: mse от 22.05.2020 22:27:59
в смысле ... что даст поверхность?
при фиксированном градиенте температур (определяется параметрами реактора и турбины) лучистый теплоотвод регулируется площадью излучателей и скоростью теплоносителя в них ...
температура стенки должна быть как можно ближе к температуре теплоносителя в тракте ...
т.е. нужно рассчитать параметры конструкции для наиболее эффективной теплопередачи к стенке и снижении теплового сопротивления ... для этого нужно обспечить наименьшие допустимые толщину стенки и скорость охладителя в пристеночных каналах излучателя ... наименьшые допустимые и для снижения общей массы конструкции ...
и чем ниже температура теплоносителя, тем ниже должна быть его скорость в тракте и тем больше должна быть площадь излучающей поверхности ...
ну и еще масса нюансов ...
|
|
ленивый черепах ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 12:12:36 |
Цитата: Фёдор144 от 22.05.2020 23:54:16
Намек мембера mse был на то, что в безвоздушном пространстве нет особого смысла в оребрении, поскольку тепло не уносится воздухом (конвективно), а только излучением. А при излучении важно, излучая одним элементом, не нагревать этим излучением соседний.
Вот такой ньюанс.
|
|
iron-zorin ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 16:19:11 |
Подозреваю, что история, примерно как с газовыми центрифугами: само по себе устройство примитивное, но столько нюансов...
|
|
Danila96 ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 07:27:20 |
Цитата: mse от 22.05.2020 22:27:59
Угу.
Тут еще такой вопрос встал - а какая дистанция между шарами должна быть?
По идее, они излучаются в круговую, и следовательно будут греть друг друга.
Думается мне тут еще считать и считать, вполне возможно что это не окончательный вариант.
|
adolfus ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 00:12:34 |
Цитата: Danila96 от 23.05.2020 07:27:20
Излучающая поверхность – в первом приближении ламбертовский источник. Т.е. любая площадка излучает в полусфере по косинусу. Если проинтегрировать, получим нормальный поток от сферы или другой какой поверхности. Сферы разделены цилиндрами малого радиуса таким образом, чтобы соседняя сфера "затеняла" небольшой телесный угол.
Но данная конфигурация с точки зрения излучения ничем не лучше простой трубы того же диаметра. Площадь сферы 4 \pi r^2. Площадь боковой поверхности цилиндра такая же. Так что выигрыш в отношении излучения сомнителен.
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 10:28:09 |
Цитата: adolfus от 25.05.2020 00:12:34
Две моменты:
1) На "экваторе" шара скорость потока минимальна, т.е. теплопедерача максимальная. Т.е. светит он чисто в стороны.
2) Тонкостенный шар наиболее устойчивый к наддуву. Цылиндеру надо укреплять днища.
Хотя да, перво-наперво приходит в голову цылиндер. Его и ремонтировать легше.
|
|
iron-zorin ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 15:00:42 |
Цитата: mse от 25.05.2020 10:28:09
А та часть газа, что оказалась во внутреннем шаре - она же никуда излучать не будет.
|
|
adolfus ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 15:33:32 |
Он имеет ввиду, что газ нагреет стенку и уже стенка будет излучать.
Газ, кстати, излучает на несколько порядков ниже, нежели стенка, внутри которой он заперт.
Что касается теплообмена газа/жидкости и стенки, то чем больше скорость газа/жидкости, тем теплотобмен интенсивнее, т.е поток тепла с/в единицу площади больше.
|
|
Волжанин ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 15:44:18 |
Во внутреннем шаре у газа будет некая постоянная температура.
А раскалённый газ будет прокачиваться между шарами.
Видимо, поверхности внешнего шара будет достаточно для требуемого излучения.
|
|
iron-zorin ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 15:52:27 |
Цитата: Волжанин от 25.05.2020 15:44:18
Я имею в виду, что половина газа просто балластом будет, никак не участвуя в теплообмене
|
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 16:34:55 |
Только не балластом, а элементом конструкции, обеспечивающим структурную прочность через возможность поддува конструкции по типу "надувного" бака.
В любом случае нет смысла сравнивать кусок установки с непонятно чем. Сравнить можно будет финальный вес (хотя бы проектный) разных типов систем охлаждения плюс сложность выведения на орбиту установки в сборе.
Уверен, что проектировщики так и поступят, при сравнении "шаровой", "капельной" и классической схемы
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 17:05:28 |
Ну и хрен с ним. 100 кубов балластного газа. Или 200. Или скока там его будет при каком-то давлении-температуре.
|
|
Волжанин ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 17:18:14 |
Цитата: mse от 25.05.2020 17:05:28
Объём шара: V=4⅓πR³
3,14*2*2*2*4/3=33,5 кубом
Но D внутреннего шара меньше, значит менее 33 кубом. Значит 3 шара не более 100 кубом.
Для газа ниачём.
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 25 май 2020 17:24:41 |
Цитата: Волжанин от 25.05.2020 17:18:14
Плус-мнус так и есть. Но если давление скока-то атмосфер и температура скока-то сот Кельвин, то цифры приходится наковыривать из носа, плус-мнус разы.
|
|
streezh ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 07:41:16 |
Цитата: mse от 25.05.2020 10:28:09
1. В предлагаемой конструкции, неясно где конкретно скорость потока будет минимальна и где конкретно будет этот самый "экватор".
2. Внутри шара не будет никакого никакого ламинарного потока, который будет двигаться строго определённом направлении.
Это не труба, это многослойная конструкция, в которой будет множество потоков
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 12:20:04 |
Цитата: streezh от 26.05.2020 07:41:16
Смотрите ролег внимательно. Имана на "экваторе" будет минимальна. Ибо сечение на "полюсах" кратно меньше. И это, имана, труба. И движение, имана, строго отперделено. И я не вижу механизьма, который бы заставил газ двигаться не от "севера" к "югу", а от "запада" на "восток".
|
|
streezh ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 12:42:29 |
Цитата: mse от 26.05.2020 12:20:04
У данного изделия нет полюсов и поэтому экватора тоже нет. Как только газ выходить из трубы он расширяется во все стороны.. При этом часть газа уходит в щель, а часть в полость. Во втором слое есть отверстия через которые газ смешивается с газом в полости.
Постоянное перемешивание газа происходит, При этом скорость газа в полости шара совсем не равна скорости газа в между пластинами. Там довольно сложное движение и когда газ приходит к выходному отверстию он опять же приходит туда не только из щели но и из полости
Условно говоря, можно поставить выходное отверстие под углом 90 градусов в к входному, и где тогда у Вас будет этот "экватор"?
В любой плоскости шара этот "экватор".
|
|
mse ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 13:27:29 |
Цитата: streezh от 26.05.2020 12:42:29
Ещо раз: смотрите ролег. Внутри шара стоит ещо один шар. И газ движется в щели между ними. Какой газ уйдёт в полость? Полость соединена с щелью парой десятков отверстий условных 5мм, чтобы не пороться с давлением внутри внутреннего шара. И дохрена его туда уйдёт? При диаметре входа порядка 200мм. А что уйдёт, да и % с ним. Скока ушло, стока и выйдет.
Встречный вопрос: нахер выходное отверстие делать под 90 от входного?
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 31 май 2020 08:58:04 |
Цитата: streezh от 31.05.2020 08:12:51
Ещё раньше я сказал, что классическая тепловая машина в космосе - вообще тупиковый путь. Система охлаждения в космосе при классическом подходе сложнее и ненадежнее всех других систем.
Цитата: streezh от 31.05.2020 08:12:51
И в этом он абсолютно прав. Вы же говорили, что скорость будет постоянной.
Цитата: streezh от 31.05.2020 08:12:51
Без комментариев. В споры тупоконечников и остроконечников вмешиваться не хочу.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 13:43:06 |
Цитата: streezh от 26.05.2020 12:42:29
в полость уходит самый мизер в момент включения циркуляции системы теплообмена или изменения режима работы ... она не проточная ... отверстия для выравнивания давления ... полость не участвует в процессе теплообмена ... поскольку не имеет выхода во внешнюю среду или контакта с ней ...
отсюда скорость потока будет минимальной там, где площадь поперечного сечения будет максимальной ... условно ... поскольку по разным причинам форма кольцевого канала будет скорее всего не совсем симметричная ... либо совсем не симметрична ...
|
|
Topgun ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 07:20:28 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:13:20
может кто-то коротко рассказать почему делают так сложно?
почему не делают реактор который будет напрямую греть работающее толкающее корабль тело, и заодно охлаждаться от него?
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 23 май 2020 09:17:18 |
Цитата: Topgun от 23.05.2020 07:20:28
для снижения расхода рабочего тела ... у электроракетных двигателей удельный импульс существенно выше ...
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 11:27:18 |
Цитата: ЮрийР от 22.05.2020 19:13:20
А зачем вообще газ охлаждать? Его надо нагревать!
На выходе из реактора 1400°.
На выходе из турбины уже 700° (газ отдал энергию генератору).
Газ нужно нагреть опять до 1400° в реакторе, а не охлаждать!
|
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 12:04:44 |
Цитата: caSmith от 26.05.2020 11:27:18
Если это шутка, то не смешная и странная.
У нас установка (реактор + турбогенератор) с некоторым КПД работает в условиях вакуума (теплового изолятора).
То есть тепло из активной зоны нужно отводить. И удалять из системы. Иначе все расплавится. В силу безжалостных законов физики.
Снять тепло излучением напрямую из активной зоны невозможно. Слишком горячо и компактно. Тепло нужно перенести в систему охлаждения, которая излучением избавится от тепловой нагрузки.
|
|
caSmith ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 13:51:18 |
1. Чего это? Вам его не обслуживать!
2. Нуладно, пусть первичный контур отдает тепло в теплообменнике, на выходе из реактора 1400°, на выходе из теплообменника 1200°, отправляем в реактор - нужно повысить температуру, на вторичном контуре на выходе теплообменника 1200°, на выходе из турбины/насоса 700°, нужно повысить темрературу - опять в теплообменник!
|
|
Соколов Алексей ( Слушатель ) |
| 26 май 2020 14:08:28 |
Цитата: caSmith от 26.05.2020 13:51:18
И на выходе турбины поимеете уже не 700, а 900. Дело в том, что КПД системы теплообменник-турбина-генератор слишком низкое, чтобы преобразовать в электроэнергию все выработанное реактором тепло, остальное необходимо утилизировать, иначе оно расплавит активную зону.