Футуристика вооружённых сил
335,961
828
|
rommel.lst ( Практикант ) |
| 04 сен 2008 18:13:31 |
Тред №50309
новая дискуссия Дискуссия 493
Говоря о футуристике можно вспомнить фотонный движок для космических систем. Кстати, лет 7-10 назад видел я передачку то ли по Дискавери, то ли по какому-то аналогичному каналу, где показывался процесс забрасывания метров на 15-20 вверх полированного предмета выстрелом импульсного лазера. И участники рассказывали, что установка, конечно, пока ни для чего серьезного не пригодная, но перспективы такой подход имеет..
ОТВЕТЫ (16)
|
ursus ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 18:19:59 |
Цитата: rommel.ua от 04.09.2008 18:13:31
Вроде бы это колдунство. На самом деле там срабатывал не лазарь, а микровзрывы типа, зоны нагрева воздуха под этим колпаком. Так что - это было обычное реактивное движение.
|
|
rommel.lst ( Практикант ) |
| 04 сен 2008 22:24:21 |
Цитата: ursus от 04.09.2008 18:19:59
Да пофиг какое там движение
Энергию для полета давал лазер установленный на земле. Так что с полным правом можем считать это вариантом фотонного движка, ИМХО.
Ионник, конечно ближе к реальности, но сделать двухконтурный и экологически чистый задача та еще. А прямоточник, в смысле, когда рабочее тело течет прямо через ТВЭЛы, это не решение на каждый день..
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 22:46:52 |
??? А Вы ничего не путаете? "Что в Вашем понимании есть "двухконтурный ионник" и в чём состоит экологическая его грязь? Не нравятся Вам жидкометаллические ИИ (да, тяжёлые щелочные металлы - не фонтан, согласен, а уж ртуть, как у амов на SERTах - тем более) - поставьте разрядную камеру с ксеноном (или любым другим инертным газом) - и вперёд по кочкам...Цитата: rommel.ua от 04.09.2008 22:24:21
А это, извините, не ионный, а ядерно-реактивный называется (сокращённо ЯРД)... А кто Вам мешает эти ТВЭЛы облицевать соответствующей керамикой (например, на основе карбида тантала, который без мелочи 4 тыс по Цельсию держит), а рабочее тело подобрать практически неактивирующееся (хотя бы тот же водород)? И всё...Цитата: rommel.ua от 04.09.2008 22:24:21
Остаётся только решить проблему безопасности в том случае, когда всё это дело об землю на@бнется при нештатном запуске - и вперёд, per
|
|
rommel.lst ( Практикант ) |
| 05 сен 2008 01:22:08 |
Цитата: Мимохожий от 04.09.2008 22:46:52
Да именно его и имел ввиду. Просто читал о том, что истекающую из реактора струю ускоряли полями как обычный ионный поток, потому и назвал ионником.
Был у меня где-то фильмец о постройке бомбардировщика на ЯЭУ. ВРД, конечно, не ракетный.
Так там проблема создания движка не гадящего за собой была названа одним из главных затыков..
Причем у нас он вроде даже летал неск раз..
|
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 05 сен 2008 01:46:10 |
Ну, скажем так... Идея совать атмосферный азот в такие нейтронные поля с одной стороны меня конечно не радует (хотя может быть, я просто привык, что графитную кладку поддувают гелием, а воду первого контура - тщательно деаэрируют), но с другой стороны, даже если и образуется в атмосфере на 0,00001% больше углерода-14, чем его в день от космики образуется - и что?Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 01:22:08
Ну разве что будущим археологам гемора добавится... А вот что делать с абляцией поверхности ТВЭЛа - это действительно не совсем ясно. Такой движок чтобы выжечь горючее должен работать не одну тыщу часов, а даже в современных ТРД (сильно более холодных, надо заметить) керамические детали столько не живут...
Конечно, можно положить слой танталовой керамики потолще, но во первых, воздух этот карбид тут же начнёт окислять, а во вторых - он не слишком теплопроводен, что опять-таки гарантирует неслабый гемор при расчётах...
|
|
rommel.lst ( Практикант ) |
| 05 сен 2008 13:28:19 |
Цитата: Мимохожий от 05.09.2008 01:46:10
Американцы лет 10 возились с созданием двухконтурного ЯВРД: внутренний контур на жикометаллич теплоносителе, внешний, - собственно, на рабочем теле ВРД. Плюс была сложность с защитой экипажа от облучения.
Наши сделали одноконтурный, пару раз пролетелись и списали эту тему в утиль.
Для авиации идея негодная, а вот для космоса, тем более дальнего, в самый раз.
|
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 05 сен 2008 14:53:19 |
Извините, маразм хотя бы из соображений теплофизики...Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 13:28:19
Как известно, скорость истечения прямо пропорциональна температуре. А теплоноситель первого контура её неминуемо обрежет (ибо металлов, остающихся жидкими в столь широком температурном диапазоне не существует, а натриевые 880 град - это даже не смешно, а со свинцом тогда никто не работал (впрочем, он всё равно не лечит)).Ну, как говорится, "лучшая рыба - колбаса, лучшая биозащита - квадрат расстояния"...Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 13:28:19
В наших проектах эту задачу собирались решать именно таким образом (насколько мне известно).Опять-таки, насколько мне известно, "наши" ни разу не летали, а огневые испытания проводились исключительно на стенде в Семипалатинске-21, причём система отвода и поглощения отходящих газов там была подземная (и когда испытывали движок в аммиачном варианте - засрали её изрядно...Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 13:28:19
).Ну, сформулируем так: идея годная ровно для тех применений, которые гарантируют нас от разрушения АЗ в атмосфере... Если бы всё-таки удалось доработать "кокон", который на такой движок собирались одевать - то почему бы и не соорудить "летающее крыло", годами циркулирующее в стратосфере по замкнутому маршруту, и принимающее/отправляющее челноки с земли? (был и такой проект, в развитие ранних идей Вахмистрова (см. например, сюда: http://www.airpages.…p;page=tb3 )).Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 13:28:19
|
|
WatchCat ( Слушатель ) |
| 05 сен 2008 15:13:47 |
Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 13:28:19
Ви таки што-то путаете.
Наши ставили реактор на самолёт, но не ЯВРД.
Емнип, это была какая-то "тушка"
|
|
rommel.lst ( Практикант ) |
| 05 сен 2008 16:18:22 |
Цитата: WatchCat от 05.09.2008 15:13:47
Ага, на Ту95. Реактор на нем просто возили на первом этапе испытаний, чтоб проверить вообще реально ли его использовать в полете. Далее реактор должен был выдавать мощность именно на ВРД, ТВД питать от реактора - полный маразм, и это прекрасно понимали конструкторы ядерного самолета.
В том фильме, что я упомянул, говорилось, что русские пролетелись-таки на ядерной тяге, может и загнались авторы, дело житейское...
|
osankin ( Слушатель ) |
| 24 авг 2009 00:11:56 |
Цитата: rommel.ua от 05.09.2008 16:18:22
По этому поводу были публикации в журнале "Двигатель":
http://engine.aviapo…age22.html
http://engine.aviapo…age22.html Николай Александров ИСТОРИЯ АТОМНОГО САМОЛЕТА В КРАТКОМ ИЗЛОЖЕНИИ
И, к слову, о ПВРД - оттуда же о разработках КБ Бондарюка:
http://engine.aviapo…age34.html
http://engine.aviapo…age32.html
ЯЭУ и тут отметились
ЦитатаС конца 50-х годов в работах по ПВРД наметился кризис. ОКБ пришлось браться за новую, более "перспективную" деятельность. Именно во второй половине пятидесятых годов ОКБ-670 включилось в исследования, связанные с созданием реактивных двигателей нового типа - атомных (АРД), а также ЯЭУ для космических аппаратов. В этом направлении был проведен большой объем НИР во взаимодействии с НИИ-1, ЦИАМ и институтами ГКИАЭ СССР. Тематика ядерной энергетики была представлена тремя крупными темами - РД-021, РД-022 и БЭС-5. В целом в этом направлении коллектив трудился около 10 лет и достиг больших результатов.
В соответствии с Постановлением ЦК и СМ СССР № 711-339 от 30.06.1958 г. коллектив ОКБ-670 получил задание на предварительные работы по созданию ядерного реактивного двигателя для перспективных космических ракет и МБР. В 1958-1960 гг. велись расчетные и экспериментальные проработки, которые показали возможность создания АРД с заданными характеристиками. В 1960 г. был выпущен эскизный проект, предусматривавший два варианта (наземного и высотного старта) атомного двигателя с тягой 150 тс. В качестве рабочего тела применялся аммиак.
В июне 1960 г. технические требования изменились, и ОКБ-670 была поручена разработка эскизного проекта АРД с тягой 300…400 тс (рабочее тело - жидкий водород). В 1960-1961 гг. эскизный проект двигателя АРД-200 (шифр "021") для ракеты-носителя Н-1 ("лунная" программа) был выпущен и передан "королевскому" ОКБ-1. В январе 1962 г. техническая готовность проекта составила 40 %. Далее было решено продолжать работы по АРД с тягой 30-40 тс (двигатель получил наименование АРД-3). Работы по теме РД-021, продолжавшиеся еще несколько лет, не были реализованы, однако выполненные коллективом ОКБ-670 исследования имели большое значение для развития науки и техники.
В рамках темы РД-022 велись исследования в области электроядерной энергетики: создание бортового источника электропитания (тема БЭС-5), электроядерных двигательных установок для космических аппаратов, в том числе плазменного и ядерного электроракетного двигателя. Основанием для начала работ послужило постановление ЦК КПССС и СМ № 1080-522 от 25.09.1958 г.
В 1961 г. работы по двигателю, получившему наименование ЭЯРД-6 (шифр "022"), шли в двух направлениях. Один вариант создавался с эмиссионным, другой - с магнитогидродинамическим преобразователем тепла в электроэнергию. Совместно с ОКБ-670 работали такие ведущие организации страны, как ЛФТИ АН СССР, ФЭИ, НИИ-5 ГКИАЭ. К концу 1961 г. на установке ТЭП-1,5 были получены первые положительные результаты, однако поначалу к.п.д. и мощность были очень малыми. Работы велись с размахом, но их подкосило свертывание "хрущевской космической эры" в конце шестидесятых годов.
ОКБ-670 принадлежит заслуга в создании уникальной ядерной энергоустановки БЭС-5 для ИСЗ морской космической системы разведки и целеуказания. Разработка проводилась в содружестве с ведущими организациями страны, такими как ОКБ-52 ГКАТ (головной исполнитель), КБ-1 ГКРЭ, ФЭИ, ОКБ-12, Сухумский ФТИ, ИЛВАР и др. Ведущими конструкторами по ЯЭУ в ОКБ-670 были Ю.Н. Глазунов и И.М. Вышнепольский.
Изначально расчетные, конструкторские и экспериментальные работы по БЭС-5 велись по газовому и жидкометаллическому вариантам установки (в дальнейшем - калиево-натриевым теплоносителем). Был разработан аванпроект с двумя вариантами преобразования энергии: паротурбинным (механическим) и термоэлектрическим (прямым полупроводниковым). Для дальнейшего эскизного проектирования выбрали второй вариант.
В 1961-1965 гг. проводились испытания реактора БР-5А, а на стенде в ИЛВАРе - натурные (физические) испытания самой установки БЭС-5. В результате успешно завершившихся к концу 60-х годов работ первая отечественная бортовая ЯЭУ "Бук" полностью прошла испытания и была сдана в эксплуатацию. ОКБ явилось несомненным пионером в этой области. Авторский коллектив разработчиков бортовой ядерной электростанции был удостоен Государственной премии СССР. Для сравнения можно отметить, что эскизный проект ЯЭУ, разработанный в КБ "Энергомаш", был закончен только в 1971 г. Ныне широко разрекламированная ЯЭУ "Топаз", создание которой началось так же, как и ЯЭУ "Бук" в 1960 г., была построена на термоэмиссионном принципе, и ее испытания на ИСЗ прошли лишь 20 годами спустя после испытаний "Бука" - в феврале 1987 г.
Помимо трех основных тем в ОКБ шли исследовательские и конструкторские работы по другим ЯРД. Первый проект прорабатывался для экспериментальной крылатой атомной ракеты (КАР) в конце пятидесятых годов. Создание самой ракеты "375" производилось в ОКБ-301 в 1955-1957 гг. Но тогда реализовать задуманное не удалось - КАР получилась огромной. Позже рассматривался ядерный прямоточный двигатель для одной из КР конструкции ОКБ-52. В 1958-1961 гг. рассматривался целый ряд проектов ЯРД для вторых ступеней межконтинентальных баллистических ракет с подводным и наземным стартом с дальностью до 2500 км.
Со второй половины 60-х годов ОКБ-670 разрабатывало бортовые источники электропитания (БИП) для ЗУР, которыми занималось на протяжении 6 лет. В 1964-1966 гг. ОКБ формально входило вместе с ОКБ-165 А.М. Люльки в объединенное ОКБ-165-670 ГКАТ. Но потом КБ М.М. Бондарюка вновь выделилось в самостоятельное, получив в свой штат коллектив под руководством Л.С. Душкина с тематикой по БИП. Заказчику были сданы два типа источника электропитания - 5И47, работающий на жидком топливе, и 5И48 на твердом топливе.
Таким образом, в конце шестидесятых годов МКБ "Красная Звезда" (в 1967 г. ОКБ М.М. Бондарюка получило это наименование) являлось многопрофильной организацией и вело разработки по трем основным тематикам. Руководство этими направлениями осуществляли заместители главного конструктора: Н.И. Михневич - по ЯЭУ, И.Б. Леванов - по ПВРД, С.А. Дубинец (ранее был заместителем Л.С. Душкина) - по БИП.
|
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 18:47:07 |
Ну, фотонные нам в ближайшие лет ...десят скорее всего не понадобятся (прошу прощения за каламбур, но до того, как разберёмся с анабиозом, даже низкий субсвет нам не светит...Цитата: rommel.ua от 04.09.2008 18:13:31
). А вот что касаемо маршевого ЯРД - это гораздо более интересно (ибо перспектива сильно поближе). У амов - это бесславно скончавшаяся NERVA, а у нас - прошедший огневые испытания "быстрый" уран-водородный РД-0411, в тридцати пусках на полигоне Семипалатинск-21 продемонстрировавший и 230 мегаватт по теплу, и 40 тонн тяги, и скорость истечения 9,1 км/с и устойчивую работу в течении более 4 часов.., Всё, как было заявлено в ТЗ...
|
|
ursus ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 18:51:06 |
Цитата: Мимохожий от 04.09.2008 18:47:07
Уважаемый Мимохожий, а чем этот двигатель плюётся? Как он кипятит среду, я ещё понимаю. А реактивную массу он всё равно с собой ведь таскать должен, не так ли?
|
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 19:23:49 |
Плюётся струёй водорода (а точнее - скорее уж компенсированнм ионным пучком - при такой температуре водород достаточно сильно диссоциирует). Массу, да, таскает с собой, но ему её надо существенно меньше, чем химическим движкам (кроме того, строго говоря, ему не важен тип этой самой массы - он достаточно легко перестраиваеттся и на жидкий аммиак, и на воду, правда достаточно сильно снижается эффективность. но "на халяву (считая таковой возможность быренько сожрать подвернувшуюся комету) и уксус сладок"). А почему меньше? Ну, потому как чему равна максмальная скорость ступени? V=Vистln(Mн/Mк), где соответственно Vист - скорость истечения, Mн и Mк - соответвтенно начальные и конечные массы ступени. Слегка повертев сию формУлу в руках, имеем, что для того, чтобы ускориться ещё на одну скорость истечения, мы должны увеличить соотношение начальной и конечной масс в е=2,718 раз (то есть, отъесть бОльшую часть полезной нагрузки и отдать её под топливо). Или наоборот, чем больше скорость истечения - тем меньшую долю веса мы можем отвести под горючее/рабочее тело. А теперь сравним продемонстрированные этим двигуном 9,1 км/с и возможности химического топлива. Для "жижи" (ака "вонючие", ака гептил, НДМГ и несть числа прочим именам) теоретическая максимальная скорость истечения - 3280 м/с, для полукриогенки (керосин-кислород) - что-то в районе 3 800, для полной криогенки (кислород+ортоводород) - 4 260 для бороводородных систем (так на практике и не заработавших) - около 4,5 км/с, для теоретически максимальной химии (бериллий в атмосфере озона) - 7 310 м/с. Реальные скорости, ессно, ниже, и самая высокоскоростная полукриогенка продемонстрировать 3,5 - 3,6 км/с почтёт за счастье..Цитата: ursus от 04.09.2008 18:51:06
Отсюда имеем, что с таким движком для вывода на парковочную орбиту полезная нагрузка может занимать не 1/20 (в лучшем случае) долю массы ракеты, а 1/3 (в худшем), причём ракета будет одноступенчатой...
|
|
ursus ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 20:17:14 |
Цитата: Мимохожий от 04.09.2008 19:23:49
Спасибо! Очень интересно. Я читал про ионные двигатели - но, честно сказать не особо врубился. Там описан какой-то хитрый полузамкнутый цикл, что ли, истечения массы...
Ваше изложение полностью доступно.
|
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 04 сен 2008 22:37:27 |
Так ионные - это совсем не про то...Цитата: ursus от 04.09.2008 20:17:14
Это не футуристика, а вполне стандартный двигатель микротяги для доброй половины всего необитаемого, что у нас на орбитах болтается, причём уже почти лет сорок как.. Впервые мы их применили на "Метеорах" в 70-х, потом - 80-е, туева хуча военных "Космосов", потом серия "Луч", потом выпустили "сотку" (ИДН-100), толлько наладились ставить, как... случилась катастройка, и с ним полетело разве что полдюжины приборов за все 90-е... А большинство комплектов скупило НАСА (кстати, выглядят они вот так):
В общем, так с тех пор ими у нас никто особо и не занимается, живут на старых запасах. А вот амы решили на их основе состряпать основоую двигательную установку дальних системных зондов (всяческих, что за Марс посылать. Проекты "Прометей" (юпитерианский, замороженный в 2005-м) и "Рассвет" ("Dawn"), таки полетевший к Весте и Церере прошлой осенью).
Кстати, принципиально такой двигатель тоже ничего особо сложного из себя не представляет... источник ионов (либо отрицательных, как в наших ранних наработках - жидкометаллический катод из, скажем, цезия, либо положительных, например разрядная камера, в которую подаётся ксенон, как сейчас принято делать), ускоряющий промежуток (читай: чудовищно разожравшийся кинескоп) и система нейтрализации (чтобы заряд на КА не копить), в виде либо электронного облака, подпитываемого инжекторами и удерживаемого магнитными полями, сквозь которое пролетает ионный луч (как на старых наших моделях), либо тупейших электронных пушек, но с достаточно хитрой системой уравнивания токов, как на новых моделях (те одна-две фигни, которые сверху живут на картинке). Результат - скорость истечения в среднем 200 км/с (в двадцать с мелочью раз выше, чем у ядерного, в 60 - противу криогенки и в 100 - противу РДТТ), но тяга - порядка единиц грамм. Ессно, что при таких скоростях на единицу импульса расход рабочего тела в сотни раз меньше, поэтому его запаса такому движку хватит на недели и месяцы непрерывной работы, а энергию он вполне может взять с солнечных батарей (если он ориентационный) или с реактора (если изображает из себя ОДУ).
|
|
Дима23 ( Слушатель ) |
| 05 сен 2008 03:18:02 |
Цитата: Мимохожий от 04.09.2008 22:37:27
Вроде бы теперь не все так плохо.
http://ru-patent.inf…09374.html
Из этого вроде бы следует что "стырить" вроде технологию нельзя - есть патент.
В 90-е из французов (вместе с кем велись разные исследования по физике) выкачали технологии по элекронике и материалам в рамках работы по СПД второго поколения. В последние годы как видно работа активизировалась и вроде все наши небольшие КА в следующем десятилетии будут ставить именно их. Хотя катастройка действительно лет 10 отняла.
www.fpl.gpi.ru/Zveni…vzorov.doc
http://www.mirea.ru/…plazm.html