Термоядерный ракетный двигатель: как, зачем, почему и почем

Wyvern-2>> Впрыснутый водород нагревается за счет столкновений атомов впрыснутого водорода с атомами плазмы выхлопа
Полл> Ник, а в плазме разве будут атомы?

Нет, блин, глюооны Писать "ядра" некомильфо

Ник

Татарин> Но это же означает тупо увеличение вакуумированого/замагниченого объёма? То есть, говоря по-русски, объёма реактора?

1) Почему?

2) В случае движка как бы вакуумированный объём не есть серьёзная проблема

Татарин> То есть, в итоге всё сводится к тому, что чем больше объём реактора, тем меньше соотношение площадь/объём и меньше удельные потери, а это, ИМХО, уже ОЧЕНЬ давно не новость.

Не, причём тут это-та?

Татарин> Гораздо хитрее вопрос: что делать с потерями на рентген и нейтроны?

Применительно к энергетическому реахтуру или движку?
Если к движку - то моя ИМХА, что глубоко вздохнуть, поднять вверх правую руку...

Wyvern-2> Здесь возникло некоторое непонимание И даже у меня Я вспомнил, ЧТО именно ограничивает тягу ТЯРД при форсаже.
Wyvern-2> Впрыснутый водород нагревается за счет столкновений атомов впрыснутого водорода с атомами плазмы выхлопа Но плазма выхлопа весьма и весьма разряжена - и существует предел кол-ва водорода, которое успеет нагреться в районе магсопла...
(небольшой шизофренический шуб )
А на самом деле если подумать - то можно же сделать плотным поток водорода И тогда он отлично будет греться даже разряженным пуском ионов

Ник

Wyvern-2> Правда нужно еще по энергии считать: при Q=10 9/10 энергии можно сипользовать для нагрева основной плазмы до Т плазмоида.

Тоесть, если я правильно вас понял, в модном ТЯРД Q=10 можно получить достаточно энергии как для поддержания реакции синтеза в активной зоне так и на предварительный нагрев инжектируемого в выхлоп за рабочего тела?

Wyvern-2> Нет, это резко снизит Иу, а "проблема тяги ТЯРД" и "проблема ионизации в ЭРД" - разные проблемы

Если двигатель можно "дросселировать" меняя соотношение Иу-удельная тяга, то это очень хорошо. Энергичное маневрирование в припланетной зоне, например быстрый проход через радиационные пояса или уклонение от столкновения, а поом полет с высоким Иу но малой тягой.
Это куда как "интересней" чем постоянно высокий Иу с мизерной тягой.

Wyvern-2>> Правда нужно еще по энергии считать: при Q=10 9/10 энергии можно сипользовать для нагрева основной плазмы до Т плазмоида.
falanger> Тоесть, если я правильно вас понял, в модном ТЯРД Q=10 можно получить достаточно энергии как для поддержания реакции синтеза в активной зоне так и на предварительный нагрев инжектируемого в выхлоп за рабочего тела?

ты по моему не понимаешь принципа (или маскируешься )
Q - это показатель отношения энергии затраченной на разогрев плазмы к энергии полученной в результате ТЯ реакции. Энергию полученную можно использовать либо преобразовав ее, например, в электроэнергию использовав ее для нагрева, либо, что является Граалем термоядерной энергетики, организовать плазмоид таким образом, что бы энергия заряженных частиц, образовавшихся в ходе реакции, непосредственно разогревала плазму (самоподдерживающаяся цепная термоядерная реакция на ядрах отдачи)
Так как у нас именно такая реакция (на He3-D ее значительно легче получить) то имея большой Q мы можем нагреть больший объем плазмы - и, соотвественно, использовать его для создания тяги

Ник

Wyvern-2> ты по моему не понимаешь принципа (или маскируешься )

Первое. У меня техническое образование, но не связанное с ядерной физикой.
Потому огромное спасибо за пояснение.

Кстати, как думаете, а реально создать ТЯРД с массой в 100 тон и "форсажной" тягой при Иу 50...100 км/с больше массы хотя-бы раза в 2, а лучше - больше?

falanger> Кстати, как думаете, а реально создать ТЯРД с массой в 100 тон и "форсажной" тягой при Иу 50...100 км/с больше массы хотя-бы раза в 2, а лучше - больше?

Эт врядли (с)

ник

Wyvern-2>> ты по моему не понимаешь принципа (или маскируешься )
falanger> Первое. У меня техническое образование, но не связанное с ядерной физикой.
Вот тут почитай: Термоядерное подполье
И вот этот обзор Рютова: Открытые ловушки

Ник

Wyvern-2> Эт врядли (с)
Wyvern-2> ник

А кто писал "Иу 500 км/с и 17000 кг тяги(с)"?
ХЛС-ку с расчетную скачал вашу. Но - не совсем понял куда какие значения подставлять чтобы она считала тягу с другими Иу чем там есть. "Постоянные" типа плотности плазмы, молярной массы и т.д. точно менять не стоит.
Например - в каких единицах выводится тяга?
И - т.д.
Тоесть не могли-бы вы ввести пояснения в таблицу расчетную?

Wyvern-2>> Эт врядли (с)
Wyvern-2>> ник
falanger> А кто писал "Иу 500 км/с и 17000 кг тяги(с)"?

Да, но я нигде не писал, что можно получить тягу больше массы установки Установка весьма тяжела (а с системой форсажа она еще тяжелее - эта система как бы не столько же весить будет, сколько весь реактор), а тяга все равно мала - и этому есть четкое объяснение: в таких системах весьма мала объемная плотность энергии , выше, чем 40-50МВт/м³ плазмы ее врядли удасться сделать по многим причинам(нейтронные потоки, мощность магнитного поля, даже для бетта=1, чем больше объем плазмоида, тем больше магнитная система и проч. и проч.)

Но факт в том, что в принципе, ТЯРД можно форсировать по тяге дло уровня почти систем большой¹ тяги.

Ник
.¹ - под "большой тягой" подразумевается такой уровень тяги к массе аппарата, при котором время включения ТЯРД при космическом маневре/разгоне-торможении занимает значительно меньшее время, чем сам маневр.

falanger> Я вот тут вооружился Паинтом и сваял "принципиальную схему ТЯРД" по вашим комментариям к "куску Амбал-М" на первой странице темы.
falanger>

Отличненько - только наоборот

Пробка слева (там нет полукаспа, кстати, а должен быть ) должна быть справа - перед магнитным соплом - и в сопле полукасп, в принципе не нужен.А пробкотрон - наоборот слева, а не справа.
А амбиполярный барьер надо ставить сзади, перед преобразователем энергии, а не перед соплом - нам надо ассиметрично удерживать плазму, что бы большая ее часть шла в сопло.
Т.е. ВСЮ СХЕМУ, кроме плазменной "пушки", надо перевернуть
А вообще - это придиразм Ибо схема может быть полностью симметричной и отличаться только наличием прямого электростатического сепаратора на заднем конце. Магнитное сопло вовсе не обязательно выделять конструктивно - последняя катушка отлично справиться с этой задачей.
Кстати, то, что на схеме - это ПОЛОВИНКА полной системы. ВСЮ ее можно увидеть на рис.№7 вот тут: http://ufn.ru/ufn05/ufn05_11/Russian/r0511c.pdf

Ник

Wyvern-2> Отличненько - только наоборот

Ну тогда скачайте рисунок на комп, возьмите Паинт и подпишите/исправьте как надо. Работы минут на 15.

У меня нот с 10.4" экраном - потому большие рисунки править неудобно. Не помещаются целиком на экране.

Wyvern-2>> Отличненько - только наоборот
falanger> Ну тогда скачайте рисунок на комп, возьмите Паинт и подпишите/исправьте как надо. Работы минут на 15.

Я не художник (с) Я лучше опишу. А если у тебя есть время поищи на где то на сайтах НАСА группу Эмриха из Маршалловского центра космических полетов - эта группа разрабатывает проект реактивного двигателя на основе амбиполярной ловушки Димова.
Я, чессно говоря, так ее и не нашел

Ник

Вот, что об этом (проекте Эмрича) пишет журналамер -видно, что ничерта не понял, но почти все написал достоверно


Ник

Wyvern-2> Я не художник (с) Я лучше опишу.

Тогда на начали.
Сразу за плазмотроном - как называется эта большая катушка из двух секций разного размера? Или это 2 разных катушки?
За основным соленоидом - две одинаковых катушки - как называются и какая какую функцию выполняет?
За ними катушка аналогичного диаметра но менее "толстая" - как называется и какую функцию выполняет?
За ней - сложная "структура" - как называется центральная катушка в ней и что делает? А то кольцо в самом конце?
И с какой стороны в этой конструкции сопло?
Соответственно согласно вашим ответам я и подпишу части рисунка.

Wyvern-2> Отличненько - только наоборот
Wyvern-2> Пробка слева (там нет полукаспа, кстати, а должен быть ) должна быть справа - перед магнитным соплом - и в сопле полукасп, в принципе не нужен

Э, как бы не так. В принципе он как раз нужен бы, т.к. его функция не в запирании состоит, а в обеспечении МГД-устойчивости за счёт среднего min B.
Конечно, это не единственный способ, и может быть даже не лучший... но отбрасывать его тоже особого резона нет.

Wyvern-2> А амбиполярный барьер надо ставить сзади, перед преобразователем энергии, а не перед соплом - нам надо ассиметрично удерживать плазму, что бы большая ее часть шла в сопло.

Тут всё сильно-сильно зависит от качества запирания и энергобаланса (читай - энергетического времени жизни, поперечных потерь, того самого концевого и пр. ...).
Очень может статься, что и на "выходе" её выгоднее притормозить.

Wyvern-2> Магнитное сопло вовсе не обязательно выделять конструктивно

Желательно всё же. Там должны быть свои особенности, связанные с тем, что плазма в конечном итоге должна "сойти" с магнитных линий - вроде это никто специально не копал, а там могут быть какие-то тонкости (Эмрич и васимровцы должны бы, но особо публикаций не видел, даже если они и делали - а стенды их проверить адекватно выхлоп по-любэ не позволяют).

ЗыСы Эхма, поехать, чтоль, к Эмричу, уму-разуму их учить... тока, боюсь, им финансирование ужо порезали, мдя...

Wyvern-2>> Отличненько - только наоборот
Wyvern-2>> Пробка слева (там нет полукаспа, кстати, а должен быть ) должна быть справа - перед магнитным соплом - и в сопле полукасп, в принципе не нужен
Fakir> Э, как бы не так. В принципе он как раз нужен бы, т.к. его функция не в запирании состоит, а в обеспечении МГД-устойчивости за счёт среднего min B.

Я как бы это знаю Но там же написанно, что для стабилихации мин.В не обязателен с обоих концов - что мы и видим на полу-установке Амбал-М

Wyvern-2>> А амбиполярный барьер надо ставить сзади, перед преобразователем энергии, а не перед соплом - нам надо ассиметрично удерживать плазму, что бы большая ее часть шла в сопло.
Fakir> Тут всё сильно-сильно зависит от качества запирания и энергобаланса (читай - энергетического времени жизни, поперечных потерь, того самого концевого и пр. ...).
Fakir> Очень может статься, что и на "выходе" её выгоднее притормозить.

Это мы никогда сами не посчитаем
Wyvern-2>> Магнитное сопло вовсе не обязательно выделять конструктивно
Fakir> Желательно всё же.
Может и так. Но не вижу разницы в его наличии-отсутвии. "Магнитное сопло" просто копирует последнюю "пробку" Хотя может для управления плазмой+ее стабилизации? Опять дебри-с

Fakir> ЗыСы Эхма, поехать, чтоль, к Эмричу, уму-разуму их учить... тока, боюсь, им финансирование ужо порезали, мдя...

Я бы не Эмрича искал, а В.И. Хвесюка и А.Ю. Чиркова -эта "нечистая пара" по индексу цитируемости занимается НЕ3 и ОЛ вплотную -больше всего публикаций. А что насчет финансирования - нуна знакомиться с Чубайсом - он самый реальный инвестор

Ник

На мой вопрос насчет назначения элементов ТЯРД на рисунке ответ будет да?

Wyvern-2>> Я не художник (с) Я лучше опишу.
falanger> Тогда на начали....

Приду домой и, если дщерь даст сосредоточиться, опишу от начала до конца.

Ник

Fakir>> Э, как бы не так. В принципе он как раз нужен бы, т.к. его функция не в запирании состоит, а в обеспечении МГД-устойчивости за счёт среднего min B.
Wyvern-2> Я как бы это знаю Но там же написанно, что для стабилихации мин.В не обязателен с обоих концов - что мы и видим на полу-установке Амбал-М

Не обязателен с обоих, да, но тогда плотность в нём должна быть выше. Что не факт что удобно, а то и недостижимо может оказаться в реакторе, а не экспериментальной установке с совсем другими параметрами.

В чём фишка среднего минимума - там инерционность всей длинной трубки с плазмой, вдоль всей установки (а эта трубка в желобковой неустойчивости ведёт себя как целое, в МГД-приближении задача двумерна), фактически обеспечивается как раз якорями, где плазма плотная (но холодная, поэтому давление приемлимо), то есть основная масса трубки сосредоточена именно там - и кривизна поля там благоприятна для устойчивости, даже без учёта сжимаемости, в параксиальном приближении всё довольно неплохо.

Fakir>> Очень может статься, что и на "выходе" её выгоднее притормозить.
Wyvern-2> Это мы никогда сами не посчитаем

Угу. На диссер это потянет, наверное

Wyvern-2> Wyvern-2>> Магнитное сопло вовсе не обязательно выделять конструктивно
Fakir>> Желательно всё же.
Wyvern-2> Может и так. Но не вижу разницы в его наличии-отсутвии. "Магнитное сопло" просто копирует последнюю "пробку" Хотя может для управления плазмой+ее стабилизации? Опять дебри-с

Не копирует... там опять-таки с устойчивостью тонкости могут быть. Трубочка вдоль линии - она в каком-то смысле как одно целое себя ведёт, в некотором приближении.
Ну и другие факторы. Дебри, да.

Wyvern-2> Я бы не Эмрича искал, а В.И. Хвесюка и А.Ю. Чиркова -эта "нечистая пара" по индексу цитируемости занимается НЕ3 и ОЛ вплотную -больше всего публикаций.

Они устойчивостью и удержанием в целом не занимаются, скорее чего-то по кинетике горения рисуют...
И дофига чего, на мой взгляд, не учитывают, поэтому не всё убедительно.

Wyvern-2> А что насчет финансирования - нуна знакомиться с Чубайсом - он самый реальный инвестор

Он ща по "нано"... кстати, у меня по этому поводу мысли нек-е возникли пост-аналитического характера, с этим назнАчением - в стиле ума на задней лестнице (не путать с задним проходом).

Wyvern-2>> А что насчет финансирования - нуна знакомиться с Чубайсом - он самый реальный инвестор
Fakir> Он ща по "нано"... кстати, у меня по этому поводу мысли нек-е возникли пост-аналитического характера, с этим назнАчением - в стиле ума на задней лестнице (не путать с задним проходом).

Ты хрен моржовый, когда блин позвонишь?

Ник

Wyvern-2>> Я не художник (с) Я лучше опишу.
falanger> Тогда на начали.
Поступим проще: вот схема практически готового ТЯРД


Убери корпус(ессественно ), справа убери плазмоприемник. Там даже пресловутое "магнитное сопло есть" Секционированный плазмоприемник слева - он и есть ПЭСП. Вот собственно и все Кстати, схема ГДЛ больше подходит для ТЯРД, чем амбиполярная

Ник

Wyvern-2> Поступим проще: вот схема практически готового ТЯРД

Написано 7 м длины, это маловато для ТЯРД. Ну и конечно не видно катушек магнитной системы.

Wyvern-2> Кстати, схема ГДЛ больше подходит для ТЯРД, чем амбиполярная.

А почему вы тогда использовали "Амбаловскую" в начале темы?

А сам я немного "поработал ножницами" над рисунком на которой вы ссылку дали, чтобы катушек основного соленоида было 24.