Обсуждение космических программ
8,792,315 39,579
 

  ЮрийР ( Слушатель )
10 фев 2021 16:33:24

Новейший российский сверхпроводниковый электроракетный двигатель прошёл стендовые испытания

новая дискуссия Новость  947

https://3dnews.ru/10…ispitaniya
Российская частная компания «СуперОкс», работающая в области высокотемпературной сверхпроводимости, в сотрудничестве с кафедрой физики плазмы НИЯУ МИФИ создала и завершила стендовые испытания электроракетного двигателя с эффективностью 54 %. По словам компании, он позволит снизить затраты на выведение и доставку космических аппаратов на целевые орбиты, сделав космос доступнее.

Реактивная струя плазмы ЭРД с ВТСП-магнитом, мощность 25 кВт, реактивная тяга 1 Н, КПД 54 %



В ходе трёхлетнего проекта компания впервые продемонстрировала, что сверхпроводимость может быть применена для создания космической техники с большим практическим эффектом. Такой двигатель может стать ключевым элементом аппаратов или разгонных блоков, предназначенных для исследования Луны, Марса и дальнего космоса.

Концепция выведения спутников на орбиты при помощи межорбитального буксира с ЭРД высокой мощности




Двигатель использует принцип ускорения плазмы внешним магнитным полем, создаваемым сверхпроводниками. Применение последних позволило добиться рекордных характеристик. Созданный образец сверхпроводникового ЭРД может предложить мощность в десятки киловатт. Для сравнения: ЭРД, применяемые в космической технике сегодня, крайне редко имеют мощность выше 10 кВт.

«Сопло» электроракетного двигателя на сверхпроводниках во время испытаний



Для создания тяги в двигателе используется превращённый в плазму инертный газ, который разгоняется электромагнитным полем. Он использует в 10 раз меньше топлива (по массе), чем «химические» реактивные двигатели. Это позволит дольше работать и увеличивает срок эксплуатации потенциальных космических аппаратов.

Вакуумный стенд «СуперОкс» для испытания ЭРД мощностью до 100 кВт



Применение сверхпроводимости позволило достичь существенных для применения в космосе практических результатов:

  • масса магнита снижена в 4 раза относительно медного аналога;

  • габариты магнитной системы снижены в 3 раза;

  • энергопотребление магнита снижено более чем в 20 раз по сравнению с медным аналогом;

  • достигнуто значение КПД двигателя 54 %;

  • показано, что применение магнитного поля увеличивает эффективность работы двигателя в 7 раз, а удельный импульс и тягу — в 3 раза.


Рабочая часть ЭРД мощностью 25 кВт



«За три года исследований нами достигнута эффективность работы реактивной тяги электрического ракетного двигателя 54 % и получена реактивная тяга силой 1 Ньютон при мощности двигателя 30 киловатт, — отметил заместитель главы «СуперОкс» Алексей Воронов, — Разработанная технология позволяет проектировать двигатель с реактивной тягой вплоть до 5 Ньютонов и более без потери качества преобразования энергии. Этот результат стал возможен только благодаря высокому магнитному полю в нашем двигателе, которое создаётся магнитом из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП)».

Сверхпроводниковый электромагнит с магнитным полем до 1 Тл, изготовленный «СуперОкс» для испытания модели ЭРД
  • +0.42 / 26
  • АУ
ОТВЕТЫ (15)
 
 
  basilevs ( Слушатель )
10 фев 2021 18:36:52


Тут бы хорошо понимать, какой КПД был раньше. И как оно вообще считается для электрореактивников.



Вот тут уже можно сравнить
https://fakel-russia.com/produkciya

СПД-230 тоже имеет мощность разряда 25 кВт.
Тяга - до 1070 мН, то есть тот же 1 Ньютон
Удельный импульс - 3200 с
Весит он 25 кг.

Не очень понятно тогда, чем новый двигатель лучше, чем СПД-230.
  • +0.18 / 9
  • АУ
 
 
  Гипс ( Слушатель )
10 фев 2021 19:34:34

А разве СПД-230 уже выпускается? Кто-то ссылку уже бросал сюда с таблицей с год назад, вроде как был в проекте... Ни КПД, ни время работы не указаны. И что значит: статус ЕМ? Инженерная модель?
  • +0.04 / 2
  • АУ
 
 
 
  basilevs ( Слушатель )
11 фев 2021 00:45:29

КПД - видимо, практически такой же. Раз на той же электрической мощности даёт ту же тягу при том же УИ.
EM - наверное да, инженерная модель, прототип. А серийно такой двигатель ставить некуда - 25 киловатт электричества - это далеко за пределами возможностей обычного геостационарного спутника. И непонятно, зачем ему такая моща после выхода на целевую орбиту. Такой двигатель может быть нужен только будущему ядерному буксиру.
  • +0.16 / 8
  • АУ
 
  ДядяВася ( Слушатель )
10 фев 2021 19:31:35

Товарищи, в своей статье забыли добавить, что высокотемпературные сверхпроводники требуют для работы температуры жидкого азота, а, следовательно, криогенную систему с запасом жидкого азота.
  • +0.16 / 10
  • АУ
 
 
  ЮрийР ( Слушатель )
10 фев 2021 19:51:06

Да, нужна система охлаждения. Да она тоже весит. Но не много, на фоне охлаждения реактора корабля, которое будет в обязательном порядке.
Если я все правильно понял выгода как раз в развиваемом импульсе - у современных Ионных предел 2-3 ньютона. У существующих - 1 ньютон. А тут у рабочего образца будет 5. И это далеко не предел у таких ДУ
  • +0.08 / 5
  • АУ
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
10 фев 2021 20:13:00

Криогенные системы такого типа охлаждаются за счёт испарения рабочего тела. Т.е. запас жидкого азота должен быть приличным, т.к. работоспособность двигателя должна обеспечиваться в течение месяцев - лет.
КПД "обычных" йонников то же порядка 50%, т.е. принципиально (удельный импульс х тягу) у сверхпроводящего практически не отличается. Выгода может быть только в массе электромагнита, но см. начало.
  • +0.09 / 4
  • АУ
 
 
 
 
  ЮрийР ( Слушатель )
10 фев 2021 21:00:38

Про тип системы охлаждения, так же как и про рабочую температуру "высокотемпературного сверхпроводника" в статье ни слова не было.
Так то вот до 500 кВт электродвигатель на этих сверхпроводниках уже полетел, правда пока на самолете.
  • +0.03 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
10 фев 2021 21:30:49


См. Ссылка и  Ссылка :

  • +0.11 / 6
  • АУ
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
10 фев 2021 21:42:14

Более подробно - САМОЛЕТ СО СВЕРХПРОВОДНИКОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ГОТОВИТСЯ К ПЕРВОМУ ПОЛЕТУ В 2021 ГОДУ
Цитата18 декабря 2020 года в расположенном в Новосибирске Сибирском научно-исследовательском институте авиации имени С.А. Чаплыгина (СибНИА им. С.А. Чаплыгина, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») на летательный аппарат был установлен электрический двигатель на сверхпроводниках и выполнены его пробные запуски с воздушным винтом. Продолжаются работы по подготовке к летным испытаниям.


Непонятно откуда электричество берёт электродвигатель. В статье об этом ни слова. Пол-мегавата бортовая сеть самолёта не выдержит. Наверное в розетке берут.
В общем, самолёт с таким двигателем для далёкого "зелёного" будущего, когда батарейки станут очень дешёвыми с огромной энергоёмкостью.Веселый

PS. В самом начале Вашего ролика виден Дьюар дымит, где мальчонка крантик крутит. Это к вопросу о жидком азоте.
  • +0.12 / 6
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  aspb ( Слушатель )
10 фев 2021 23:24:04

В статье написано
ЦитатаЭлектродвигатель является частью демонстратора гибридной силовой установки,
.....
Применение электродвижения в авиации снизит шум и потребление топлива. В перспективе 15-20 лет по мере усовершенствования технологий экономия может составить до 75%,


Гибрид - это электромотор + генератор + двигатель на углеводородном топливе +  накопительная батарея. Двигатель на обычном топливе при этом может работать в малошумном экономичном режиме для подзарядки батареи.
  • +0.04 / 2
  • АУ
 
 
 
  Игорь_ ( Слушатель )
10 фев 2021 20:16:29

По сравнению с массой СЭС масса двигателя ерунда сущая, а вот скорость истечения хорошо бы знать.
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
  ps_ ( Слушатель )
11 фев 2021 18:48:00

А еще забывают сказать, что если медь охладить до температуры жидкого азота, то ее сопротивление падает и она практически работает не сильно хуже сверхпроводников Подмигивающий
  • +0.06 / 4
  • АУ
 
  Коломбет ( Слушатель )
11 фев 2021 04:02:01

Ребят! Если мы начнем КПД называть эффективностью, то и до резиновых женщин дойдем.
Эффективность она в каких попугаях? вроде как, с инженерной точки зрения надо говорить в определенных категориях. Эффективность в деньгах или эффективность в  ширнармассах для как у Маска? Да - он очень эффективен. А эффетивность двигателя.....ммммм..... тут вроде другие термины должны применяться.
Цитата: ЮрийР
Да, нужна система охлаждения. Да она тоже весит. Но не много, на фоне охлаждения реактора корабля, которое будет в обязательном порядке.
Если я все правильно понял выгода как раз в развиваемом импульсе - у современных Ионных предел 2-3 ньютона. У существующих - 1 ньютон. А тут у рабочего образца будет 5. И это далеко не предел у таких ДУ



Охлаждение в вакууме - та еще задачка.
  • +0.10 / 7
  • АУ
 
 
  Ещё один инженер ( Слушатель )
11 фев 2021 05:00:56

Просто на русском надо писать, а не кальки с английского лепить. Efficiency - как раз КПД.
  • +0.07 / 3
  • АУ
 
 
 
  aspb ( Слушатель )
11 фев 2021 10:39:08

Применительно к ЭРД речь идет как раз об эффективности, как функции двух кпд - энергетического и тягового.
Термин эффективность ЭРД следует читать как тяговая эффективность ЭРД.
  • +0.21 / 10
  • АУ
 
<< На всех зеленой плесени не хватает!
Срочно | Друзья нужна ваша помощь | Это не дисклеймер | AfterShock.news >>