Реактор для лунного "комбайна"

au> А вот если уж реактор захотелось на Луну прокатить, то наморщите мозг и придумайте как вокруг него построить всё от 800км орбиты до 800км орбиты, но уже с ценным грузом, чем бы он ни был. Т.е. реактор везёт на Луну, реактор на Луне всё запитывает, и он же назад отвозит.

То, чем я сейчас гружу дипломника - это для лунной базы. По постановке задачи - билет в один конец.

Но если потребуется орбитальный буксир Земля-Луна-обратно - при использовании ЭРДов аппаратная часть реактора будет на 90% совместима. Другое дело, что из-за отсутствия посадочной ступени его мощность может быть куда больше. Но это совсем другая тема.

avmich> Более подробно попробую посчитать.

ЧуЙВСвую, что Ентузиазм угас.

Вчера на раздаче слонов видел прогу которая среди прочего для расчёта реакторов предназначена Но мне как-то ни к чему.

yuu2

ЧуЙВСвую, что Ентузиазм угас.

 

Насколько я понимаю, avmich сейчас имеет некоторые хитрые проблемы с инетом - провайдер пропускает его на А-Базу где-то раз в неделю

To yuu2:

На форуме НК есть такой товарищ с ником ballistician, специалист по полетам с малой тягой - можно попробовать с ним списаться. Вот его сайт, мэйл там указан:



Еще сайт по малой тяге:
http://www.smal-thrust.narod.ru/index.html

У avmich'а пока нет доступа. Но навскидку у него пока результатов нет, надо 1) смотреть ратмановскую прогу 2) читать эти сайты 3) говорить с Баллистиком.

Вернёмся к теме. Левантовский вот что пишет:

"[Если реактивное ускорение аппарата с ЭРД] a = 0,3 мм/с² (прибл. 3*10e-5 g), то параболическая скорость [при разгоне с постоянным тангенциальным, т.е. направленным вдоль скорости, ускорением] достигается на расстоянии 1 012 800 км от центра Земли через 275,7 сут, а ещё через 94,12 сут скорость достигает 3 км/с на расстоянии 15,48 млн км. Но уже при a = 1 мм/с² (прибл. 10e-4 g) точка P [достижения параболической скорости] отстоит от Земли на 554 700 км и достигается через 80,80 сут, а скорость 3 км/с - ещё через 26 сут на расстоянии 4,78 млн км. При a = 3 мм/с² (3*10e-4 g) точка P отстоит от Земли на 320 300 км и достигается через 26,16 сут, а скорость 3 км/с достигается ещё через 7,8 сут на расстоянии 1 673 000 км"

"оптимальным будет такой разгон, при котором вектор реактивного ускорения, сначала направленный по касательной, будет совершать затем качания около касательной, отклоняясь на каждом витке то по одну, то по другую сторону от вектора скорости. Эти качания, вначале слабые, затем становятся всё более сильными, и на витке, предшествующем достижению параболической скорости, вектор реактивного ускорения отклоняется на 20 градусов вверх от направления касательной. Затем он прекращает колебания, начинает всё теснее примыкать к направлению касательной и вскоре после достижения параболической скорости практически смыкается с вектором скорости,

Не менее сложным должно быть и управление величиной реактивного ускорения. Эта величина сохраняет всё время некоторое среднее значение, но на каждом витке примерно одновременно с качаниями вектора реактивного ускорения его величина делается то больше, то меньше среднего значения, причём на последнем витке, предшествующем достижению параболической скорости, эта величина снижается на 60% ниже среднего значения и увеличивается на 80% выше его. Затем она начинает падать и вскоре после достижения параболической скорости принимает своё среднее значение."

На обороте конверта, как говорят наши "друзья и партнёры" (с) Фрадков, получено следующее:

Пусть УИ ЭРД 15000 м/с . Что примерно соответствует сегодняшним реалиям.
Пусть мощность ЭРД - 1 кВт. Это значит, за секунду - 1000 Дж. При КПД = 100% рассчитаем массу топлива, вылетающего в секунду:

1000 = х * (15000 * 15000 / 2)
х = 2000 / 225 000 000 = 8,889е-6 (кг)

Теперь рассчитаем тягу, для этого перемножим секундный расход (8,889 мг/с) и УИ (15 км/с):

F = 8,89e-6 * 1,5e4 = 0,133 Н

Пусть Протон выводит 20 тонн на околоземную орбиту, 200 км, круговая. При тяге 0,133 Н ускорение получится

а = 0,133 / 20 000 = 6,667е-6 м/с² или 6,667е-3 мм/с²

то есть, вполне солидное, по меркам Левантовского. С 200 км до 900 км должно быть недолго ехать... И вообще, такое ощущение, что реактор включать не нужно - и так за пару недель до Луны доберёмся.

Надо проверить.

avmich> Вернёмся к теме. Левантовский вот что пишет:...
Да.... Помнится, когда я писал примерно то же самое, меня чуть с каловыми массами не съели. Ну, понятно, я ведь не Левантовский.

Пока на ратмановской модели не удаётся проверить эти данные .

Ага надо тщательнее читать текст . Теперь всё сходится... действительно, ускорение мало .

yuu2> У меня сейчас дипломник работает (моими идеями, своими руками) над вариантом реактора для лунной базы исходя из наличествующих возможностей доставки ("Протон"). Так что краткими результатами смогу поделиться где-то через пол-года.

Ну что, почти год прошел. Может быть, пора делиться? Или с БН ГТ-300 дел невпроворот?

leon> Ну что, почти год прошел. Может быть, пора делиться? Или с БН ГТ-300 дел невпроворот?

Дел действительно невпроворот. Но большинство - исключительно для прокорма. По космическому реактору сотрудничаем с НИКИЭТом, но пока "из собственных средств" обоих коллективов "безвозмездно - т.е. даром" (с) САВА. БН ГТ вобщем-то в подобном же режиме.

Ну а какие-то, пусть промежуточные, данные огласить можно? Хотя бы мощность, массу как они сейчас видятся?

Fakir> Ну а какие-то, пусть промежуточные, данные огласить можно? Хотя бы мощность, массу как они сейчас видятся?

Дык, из одной заявочной работы уже выросли несколько существенно разных:

- реактор (корректнее - энекргоустановка с реактором) для самовывода спутника на ГСО и последующего бортового электроснабжения, панельный радиатор. 4-5 тонн 300-500 кВт эл.

- установка для межорбитального буксира: 1 - 1,5 МВт эл. панельный радиатор, вписывается под обтекатель "Протона" (по массе тоже)

- установка для электроснабжения ЭРД марсианской миссии: 15-25 МВт эл. капельный холодильник. В пределах возможностей единичного "Протона"

- установка для работы на поверхности Луны (ещё в прорисовке)

И всё это "из собственных средств"

yuu2
>Дык, из одной заявочной работы уже выросли несколько существенно разных:

Дык, эта здорово!
А при разработке вы с "космическими" конторами как-то контактировали?

>- реактор (корректнее - энекргоустановка с реактором) для самовывода спутника на ГСО и последующего бортового электроснабжения, панельный радиатор. 4-5 тонн 300-500 кВт эл.

Неплохая вещица
Особенно если 500 кВт
А это постоянно выдаваемая мощность, или пиковая величина?

>- установка для межорбитального буксира: 1 - 1,5 МВт эл. панельный радиатор, вписывается под обтекатель "Протона" (по массе тоже)

1,5 МВт в 22 тонны - это маловато для буксира

>- установка для электроснабжения ЭРД марсианской миссии: 15-25 МВт эл. капельный холодильник. В пределах возможностей единичного "Протона"

М-м! (облизывется) М-м, как вкусно-та!
Вот это да, весчь! Особенно если 25 МВт можно сделать, вот это буксир для Луны!

А какие преобразователи энергии предусмотрены, какие КПД? Термоэмиссия?

И можно ли назвать хотя бы самые оценочные цифры - во сколько обошлась бы разработка кажддого реактора и доведение до железа, а потом - производство единичного экземпляра?
(это не просто праздное любопытство).

Fakir> А при разработке вы с "космическими" конторами как-то контактировали?

А НИКИЭТ - он как раз и коловной в атомной отрасли по работе на космос.

Fakir> А это постоянно выдаваемая мощность, или пиковая величина?

Дык, реактору-то какая разница? Была бы нагрузка подобающая.

Fakir> 1,5 МВт в 22 тонны - это маловато для буксира

Я не сказал "в 22 тонны" я сказал "в габаритах типового обтекателя Протона", бо панельные радиаторы нужно под него сложить, а потом развернуть. Всё это такие объёмы отжирает ...

Fakir> М-м! (облизывется) М-м, как вкусно-та!
Fakir> Вот это да, весчь! Особенно если 25 МВт можно сделать, вот это буксир для Луны!

Он с капельником - т.е. резкие манёвры ему противопоказаны - без охлаждения останется. (по крайней мере по современным воззрениям/конструкциям)

Fakir> И можно ли назвать хотя бы самые оценочные цифры - во сколько обошлась бы разработка кажддого реактора и доведение до железа, а потом - производство единичного экземпляра?

Ну головной гражданский БН ГТ оценивается в 200M$ (если не воровать). Здесь же нужно для сертификации каждого из элементов "напрягать" вакуумные камеры, коих в России почти и не осталось. А те, что есть - мелкие. Соответсвенно, меньше 300-500M$ головной образец не будет. А о серийности для маршрутов Земля-Луна и Земля-Марс пока и речи нет.


Fakir> (это не просто праздное любопытство).

??? Есть "донор"?

yuu2
>А НИКИЭТ - он как раз и коловной в атомной отрасли по работе на космос.

Я немного не про то
Они по работе на космос, да, но они занимаются именно реакторами, а не системами, в которые вписываются реакторы.
А я имел в виду конторы более "общего" назначения.

>Дык, реактору-то какая разница? Была бы нагрузка подобающая.

Вполне может быть разница - например, с точки зрения теплового режима.


>Я не сказал "в 22 тонны" я сказал "в габаритах типового обтекателя Протона", бо панельные радиаторы нужно под него сложить, а потом развернуть. Всё это такие объёмы отжирает ...

Ну так бы и сказали сразу, от сердца отлегло
Объёмы - это да.
А масса какая? Где-то 8-10 тонн?

>Он с капельником - т.е. резкие манёвры ему противопоказаны - без охлаждения останется. (по крайней мере по современным воззрениям/конструкциям)

Да откуда им взяться, резким манёврам?
Для буксира с ЭРД характерное ускорение - единицы миллиметров/с^2.

>Здесь же нужно для сертификации каждого из элементов "напрягать" вакуумные камеры, коих в России почти и не осталось. А те, что есть - мелкие.

Пардон за дурацкий вопрос, а вакуумные камеры какие-то специальные нужны? Потому что в принципе в космической отрасли их достаточно много. Например, в КБ Макеева, говорят, вообще огромные вакуумные камеры, в которых ракеты целиком "протрясали". Конечно, лодочная ракета - это не "Протон", но камеры немаленькие весьма.
Хотя, конечно, радиация... Работающий реактор наверняка не позволят сунуть Это придётся узлы по отдельности отрабатывать, со всякими модельными сборками...

Кстати, если уточните, какая именно камера необходима - могу попробовать узнать, на что можно рассчитывать.

>Соответсвенно, меньше 300-500M$ головной образец не будет.

Ого... Я думал, раз в пять меньше...
Но это вы насчитали за счёт испытаний в основном, так?

>А о серийности для маршрутов Земля-Луна и Земля-Марс пока и речи нет.

Ну пусть не серийность, вопрос о стоимости единичного лётного образца после разработки и сертификации.


>??? Есть "донор"?

Ну как вам сказать
Есть некоторые контакты с космическими конторами - если будут какие-то ориентировочные параметры, то, скорее всего, люди будут рады врисовать такие реакторы в какие-либо проекты. А там, чем чёрт не шутит - может быть, что-то и получит развитие. Шансов не очень много, конечно, но с другой стороны, если о ваших разработках нигде особо неизвестно - то шансов еще меньше.

Я вот хотел спросить, в фильме "Битва за Луну" был показан пилотируемый луноход, у которого тендером был ядерный реактор. Может быть уже было что-то сделано?

Fakir> А я имел в виду конторы более "общего" назначения.

Сейчас "бесплатная" работа после отпусков движется меееедленно (всё время отнимает платная). Но в сезон весеннего оптимизма были планы выпустить отчёт в октябре/ноябре. Т.е., вероятно, к середине декабря сделаем.

Fakir> Вполне может быть разница - например, с точки зрения теплового режима.

У нас тепловые режимы достаточно вольно перестраеваемые (в пределах возможностей холодильника) под потребности нагрузки.

Fakir> Объёмы - это да.
Fakir> А масса какая? Где-то 8-10 тонн?

Это сильно зависит от сопутствующих систем. А то, как водится, разработчики дают фотографии трёхграммовых ЭРД на фоне полуторатонного трансформатора.

Fakir> Да откуда им взяться, резким манёврам?
Fakir> Для буксира с ЭРД характерное ускорение - единицы миллиметров/с^2.

Характерное линейное ускорение, а угловое ... Разгон/торможение будем поворотом двигателей на раме выполнять или разворотом всей системы включая капельник?

Fakir> Пардон за дурацкий вопрос, а вакуумные камеры какие-то специальные нужны? Потому что в принципе в космической отрасли их достаточно много.

Чесс-гря не специалист. Конструктор наших термоэмиссионщиков плачет, что подходящего помещения для испытания секции панельника найти не может.

>>Соответсвенно, меньше 300-500M$ головной образец не будет.
Fakir> Ого... Я думал, раз в пять меньше...

Нууу ... это оценки "пальцем в небо", бо текущее состояние производства микротвэлов на "Луче" - летаргия, производства молибденовых, рениевых и др. высокотемпературных изделий - склероз, бериллий и бор по большей части импортные и т.д.

Т.е. может вместе с изготовлением и испытанием вписаться в 100M$, а может в 500 - как воровать будут

Fakir> Есть некоторые контакты с космическими конторами - если будут какие-то ориентировочные параметры, то, скорее всего, люди будут рады врисовать такие реакторы в какие-либо проекты.

Спасибо. Пока могу только предложить предыдущий отчёт. Выпустим совместный с НИКИЭТом - тогда действительно может потребоваться расширение списка потенциальных заказчиков.

Fakir> ... если о ваших разработках нигде особо неизвестно - то шансов еще меньше.

Эээээх! Эти бы слова да нашим директорам в уши!

yuu2
>Сейчас "бесплатная" работа после отпусков движется меееедленно (всё время отнимает платная). Но в сезон весеннего оптимизма были планы выпустить отчёт в октябре/ноябре. Т.е., вероятно, к середине декабря сделаем.

Ну это как всегда
Только неужели ж эта работа совсем на голом энтузиазме?

>У нас тепловые режимы достаточно вольно перестраеваемые (в пределах возможностей холодильника) под потребности нагрузки.

Так ключевое слово - "в пределах возможностей холодильника" А можно себе представить кратковременный режим с тепловой мощностью, превышающей эти возможности.

>Это сильно зависит от сопутствующих систем

Так и что с системами? От каких зависит сильнее всего, и какие могут быть границы масс, верхняя и нижняя?

>Характерное линейное ускорение, а угловое ... >Разгон/торможение будем поворотом двигателей на раме выполнять или разворотом всей системы включая капельник?

В смысле разгон/торможение? Что-то не совсем понял, о чём вы?
Если речь про угловое ускорение за счёт сохранения ориентации буксира по всей орбите - так это тоже не самая большая проблема. Период обращения на орбитах выше 800 км достаточно велик, больша часа, и чем выше - тем больше.
ИМХО, это не проблема.
>Конструктор наших термоэмиссионщиков плачет, что подходящего помещения для испытания секции панельника найти не может.

А нельзя у него спросить - что именно ему требуется для полного счастья?
Потому что в принципе есть в природе вакуумные камеры с точечной подсветкой (имитирующей солнечный спектр), и охлаждаемыми стенками (имитируют космическое пространство) - для испытания тепловых режимов спутников. Может, подойдёт?

>Нууу ... это оценки "пальцем в небо", бо текущее состояние производства микротвэлов на "Луче" - летаргия, производства молибденовых, рениевых и др. высокотемпературных изделий - склероз, бериллий и бор по большей части импортные и т.д.

Как всё грустно

>Т.е. может вместе с изготовлением и испытанием вписаться в 100M$, а может в 500 - как воровать будут

Ну хоть рамки более-менее...

>Спасибо. Пока могу только предложить предыдущий отчёт.

Буду весьма признателен И передам людям, которых наверняка заинтересует.
А по текущей работе какие-то сведения можно будет получить? Пусть не исчерпывающие?

>Эээээх! Эти бы слова да нашим директорам в уши!

Ну так давайте пока без директоров, "инициативой снизу" А то ежели только на начальство надеяться...
Надеюсь, распространение отчётов и вообще сведений о проделываемой работе не будет должностным преступлением?

Fakir> Только неужели ж эта работа совсем на голом энтузиазме?

В этом году - 100%

Fakir> Так ключевое слово - "в пределах возможностей холодильника" А можно себе представить кратковременный режим с тепловой мощностью, превышающей эти возможности.

Нуууу для капельника с большим расходным бачком - может быть. Но тогда уж проще вместо части бачка поставить насос по-мощнее. Для панельника T⁴ никто не отменял. Вопрос лишь в в температурных возможностях материалов (включая те же насосы, прокладки и т.д.).

Fakir> В смысле разгон/торможение? Что-то не совсем понял, о чём вы?

Но не Fakir ли предлагал использовать капельник на лунных рейсах? На ГСО-то действительно проблем нет. А вот тормозить на чартерах Земля-Луна придётся часто. А сам переход от разгона к торможению должен быть довольно быстрым.

Fakir> Как всё грустно

Нет, ну по большей части всё реанимируемо, но денег и времени потребует.

Fakir> Буду весьма признателен И передам людям, которых наверняка заинтересует.

Мобыть пора переходить на мэйл?

yuu2
>Fakir> Только неужели ж эта работа совсем на голом энтузиазме?

>>В этом году - 100%

Мужики, да вам всем при жизни памятники ставить надо! :shock: Ну или, как миниму - медаль "Звезда Циолковского" выдавать
Я сильно надеюсь, что это сугубо временно. Как-никак в ФКП кое-что ядерное прописано...

>Нуууу для капельника с большим расходным бачком - может быть. Но тогда уж проще вместо части бачка поставить насос по-мощнее. Для панельника T4 никто не отменял. Вопрос лишь в в температурных возможностях материалов (включая те же насосы, прокладки и т.д.).

Я имел в виду тепловую инерцию, или, скажем, буфер-испаритель (не к капельнику, а в замкнутой тепловой схеме) - на минуту сможем отводить бОльшую мощность, а потом битый час стравливаем через радиатор.
Т.е. такое минутное увеличение мощности в разы - это, например, могло бы быть интересно для какого-нибудь радиолокационного зонда а-ля JIMO.


>Но не Fakir ли предлагал использовать капельник на лунных рейсах? На ГСО-то действительно проблем нет. А вот тормозить на чартерах Земля-Луна придётся часто. А сам переход от разгона к торможению должен быть довольно быстрым.

Да почему же тормозить придётся часто?! Перелёт в один конец будет длиться не один месяц, может быть, до полугода и выше! Зависит от массы реактора и полезной нагрузки. И ускорения на всей дороге - те самые миллиметры. Больше просто при всём желании вряд ли удастся выжать


>Нет, ну по большей части всё реанимируемо, но денег и времени потребует.

Так и это невесело

>Мобыть пора переходить на мэйл?

100%
Отправил мэйл через профиль. Прошло?

yuu2> Мобыть пора переходить на мэйл?

Эй, джентельмены, не скрывайтесь в кулуарах! А нам отчет?

yuu2>> Мобыть пора переходить на мэйл?
leon> Эй, джентельмены, не скрывайтесь в кулуарах! А нам отчет?
Вот так и прокалывались американские резиденты