Киров: Атомный дирижабль-монгольфьер

[letbur]

Собственно вопрос в названии темы. А почему бы не построить атомный дирижабль-монгольфьер?

Главные проблемы ИРЛ дирижаблей:

1. Огромная пожароопасность водорода и отсутсвие дешевых замен для него.

2. Утечка водорода. Дальность полета дирижаблей ограничивалась не запасом топлива, а тем, что утекал водород. Он легко просачивается через оболочку дирижаблей.

3. Если наполнить дирижабль дорогим гелием, то новой проблемой будет расход этого газа для регулирования высоты.

4. То, что вес дирижабля изменяется по мере выработки топлива тоже было некоторой проблемой.

 

Использование атомного реактора решает все эти проблемы одновременно. Пожароопасный водород и дорогой гелий заменяются дешевым нагретым воздухом. Если дирижабль получит пробойну, это не так критично, так как из атомного реактора всегда можно взять еще горячего воздуха. Кроме того, горячий воздух не образует гремучую смесь с холодным воздухом

По топливу дальность дирижабля тоже не ограничена - атомные реактор же! Да и вес дирижабля в течении всего полета остается неизменным.

В движение дирижабль может приводится либо турбовинтовым, либо даже поршневым двигателем. В качестве рабочего тела в обоих случаях используется воздух, пропущенный через атомный реактор (хотя, скорее всего, понадобится промежуточный теплоноситель). Да и на скорости использование все это скажется только положительно.

Основные задачи атомного дирижабля.

1. ДРЛО. На большое воздушное судно можно поставить большую антенну, с большой дальностью обзора. А практически неограниченное время пребывания в воздухе дает ему новые возможности.

2. Носитель ядерных ракет.

3. Носитель крылатых ракет.

К недостаткам стоит отнести то, что он обладает большой ЭПР, и его очень легко поразить зенитной ракетой. Возможно, враг сделает специальные противодирижабльные ракеты. Поэтому атаковать противника Киров с очень большого расстояния.

 

 

 

Изменено 4 Feb 2016 пользователем letbur

[СЕЖ]

Охлаждение реактора - вода или воздух?

[letbur]

Охлаждение реактора - вода или воздух?

Сначала хотел сказать воздух. Но потом подумал, а не будет ли у него проблем с низкой теплопроводностью?

ИМХО, лучше охлаждать промежуточным теплоносителем: или тяжелой водой, или расплавом металлов. А промежуточный теплоноситель уже греет воздух, который крутит движки/заполняет оболочку.

Изменено 4 Feb 2016 пользователем letbur

[prostak_1982]

Ну, вроде как-то обсуждали малость в ЖЖ. Реактор - штука крупная и тяжелая.

Вода практически в 1000 раз плотнее воздуха, поэтому ПЛ с реактором не тонет.

Изменено 4 Feb 2016 пользователем prostak_1982

[sigulin.maxim]

построить атомный дирижабль-монго

Если фантазировать, то уж сразу термояд ставить. Заодно и с гелием проблема решится

[letbur]

Если фантазировать, то уж сразу термояд ставить. Заодно и с гелием проблема решится

Даже термоядерный реактор достаточно гелия не выработает. Не те мощности. Вообще, как я понял, главная проблема - защита экипажа от радиации. Критическая масса у урана - всего 50 кг. Но для защиты жкипажа нужны очень толстые стенки реактора. ВОзможно, стоит попробовать защитить реактор не со всех сторон, а только с той, что обращена к экипажу. (на дирижабле это сделать проще, чем на самолете).

[sigulin.maxim]

Даже термоядерный реактор достаточно гелия не выработает

Много не надо, только на восполнение потерь

[vashu1]

Оболочка для больших высот должна быть тонкой и нежной, а там сильный ультрафиолет :( Деградирует быстро.

Скорость ветра немаленькая. Судя по планам военных и гражданских, проблема решаемая, но интересно посмотреть какая нужна удельная можность для управляемого полета шара в стратосфере.

[letbur]

Оболочка для больших высот должна быть тонкой и нежной, а там сильный ультрафиолет Деградирует быстро. Скорость ветра немаленькая.

А зачем ему в стратосферу? От истребителей прятаться? Боюсь, не поможет. Больше никаких преимуществ стратосфера не даст. Барражируем на высоте 1-4 км, выше делать нечего.

Много не надо, только на восполнение потерь

А сколько реактор будет вырабатывать, как вы думаете?

[sigulin.maxim]

А сколько реактор будет вырабатывать, как вы думаете?

А вы от обратного проектируйте - сколько гелия надо на восполнение потерь?

[sanitareugen]

Ну, я бы обратил внимание на то, что подъёмная сила горячего воздуха существенно ниже, чем у водорода или гелия. Для водорода молекулярная масса 2, для воздуха средняя 29, то есть 27 грамм-силы на моль (22.4 литра), для гелия 4, так что 27 грамм-силы на моль, а плотность воздуха обратно пропорциональна температуре, и для случая средней в оболочке 50^оС (примерно как в реальных монгольфьерах; можно и до гелия довести, и до водорода, только тогда нагреть придётся до 2100^оС) примерно впятеро ниже, чем водорода. То есть соответственно увеличить объём, при этом не в 5 раз, поскольку вырастет и площадь баллона. Грубо возьмём, что при той же удельной массе оболочки (а термостойкая должна больше весить) надо баллон в 10 раз объёмнее, а его площадь примерно впятеро больше. Это примерно, беря за опорную точку "Гинденбург", 2 миллиона кубометров и 300 000 квадратных метров оболочки. Теплопроводность зависит от материала оболочки и её толщины, что оцениваемо лишь грубо. Если принять 1 Вт/(м*К), что примерно соответствует стеклу, толщину оболочки 1мм, а температуру близ поверхности принять равной средней по баллону (пренебрегая конвективными эффектами) в 50^оС, это даст 15 ГВт на обогрев баллона. Для сравнения - суммарная мощность двигателей Ту-95 на взлёте меньше 50 МВт.

То есть при равной мощности источников энергии можно питать 300 самолётов типа Ту-119 ("атомолётов"), каждый из которых будет нести соответствующую монгольфьеру нагрузку, да и дешевле выйдет. Поиграв с материалом оболочки и оптимальной температурой, пожалуй, можно надеяться этот коэффициент уменьшить с 300 до 100, или даже до 50. Лучше вряд ли.

Хотя на монгольфьерчик с подвешенным внизу РИТЭГом я посмотрел бы. Запускаемый на супостата.

[frogfoot]

Хотя на монгольфьерчик с подвешенным внизу РИТЭГом я посмотрел бы. Запускаемый на супостата.

Ким Чен Ын одобряет.

[sanitareugen]

Угу. Только в современном исполнении. GPS, микропроцессор и программа, сравнивающая координаты с картой. При пролёте над хотя бы маленьким городом РИТЭГ подрывается (ну, или сбрасывается вниз и разбивается при ударе). Летим над США, с запада на восток (Ким Чен Ын, говорите?), если ничего ценного по пути на обнаружилось - подрываем над Восточным Побережьем, над береговой линией (на сушей, Европа цель второго порядка, пока будем американских империалистов курощать...)

[Nuff_Said]

1-4 км? это даже из мосинки можно сбивать. И для летающего радара горизонт никакой. Нужно хотя бы 25 км чтобы был какой-то смысл. И на 4 км очень много погодных явлений. Грозы, турбулентность, ветра-ураганы.

И для армейских целей как радар он будет сильно не очень. А вот как ретранслятор связи для наземных частей в б\д с банановыми республиками вполне. 

[sanitareugen]

На 25 км дирижабли не летают. Рекорд 2004 года - 8200 метров (спортивный полёт, без нагрузки), побитие рекорда 1917 года, 7800 метров (уход от истребителей аварийным сбросом бомб и балласта)

"Высотные" летали до 6 км. Обычные - максимум 3-4 км. Слишком падает с высотой плотность воздуха.

[vashu1]

Зонды летают на 30 вполне регулярно, рекорд 53((?). Но запихнуть еще и достаточно мощный мотор насколько я знаю ни у кого не получалось, при том что ветер там порядка 40 кмч, т.е. мощности нужны скромные.

Достать туда ВС не всякой страны смогут, а для наблюдения 30 км куда удобнее минимум 300 спутника так что военные подумывают.

[Q-silver]

 более удачная альтернатива монгольфьеру  http://scientificrussia.ru/articles/letit-reaktor-v-nebe-chistom

[sanitareugen]

Зонды, стратостаты. Но у них нет мотора, да и нагрузка минимизирована. Высотные струйные течения это порядка 30 м/с, более 100 км/час.

Наблюдались и свыше 200 км/час.

[Serg]

А почему бы не построить атомный дирижабль-монгольфьер?

Слишком опасен в случае аварии, не приведи господь. Никто не разрешит болтаться над головами атомному реактору.

[vashu1]

Высотные струйные течения это порядка 30 м/с, более 100 км/час. Наблюдались и свыше 200 км/час.

Не знаю, я брал из The Paradigm Shift to Effects-Based Space:Near-Space as a Combat Space Effects Enabler там уверяют в другой цифре

Balloons in near-space are above all storms and above the jet stream in a region where the prevailing winds are relatively benign. In fact, the winds in the region between about 65,000 and 80,000 ft average less than 20 miles per hour, increasing to an average of about 40 mph at 100,000 ft. There are only limited wind data above 100,000 ft, but models seem to show that even at 120,000 ft the wind is not likely to average greater than 50 mph

[sanitareugen]

http://collectedpapers.com.ua/ru/hfs/meteorology_and_hydrology/air_environment_of_the_earth/vitri-u-stratosferi-ta-mezosferi

А проекты "стратосферных дирижаблей" это такой неприкрытый попил, что надеяться в тамошних пропагандистских материалах на достоверность несколько... эээ...

[vashu1]

тамошних пропагандистских материалах

Пичалька. На что надеются вставляя такие цифры в профессиональную статью...

Поэтому характерные для тропосферы западные ветры с высотой ослабевают и на уровне около 20 км переходят в восточные.

...

В южном полушарии в эти дни ... западные ветры переходили в восточные вблизи уровня 50 мб (20 км).

Может и есть варианты со спокойными гаванями.

[letbur]

Ну, я бы обратил внимание на то, что подъёмная сила горячего воздуха существенно ниже, чем у водорода или гелия. Для водорода молекулярная масса 2, для воздуха средняя 29, то есть 27 грамм-силы на моль (22.4 литра), для гелия 4, так что 27 грамм-силы на моль, а плотность воздуха обратно пропорциональна температуре, и для случая средней в оболочке 50оС (примерно как в реальных монгольфьерах; можно и до гелия довести, и до водорода, только тогда нагреть придётся до 2100оС) примерно впятеро ниже, чем водорода.

Вроде, в реальных шарах-монгольферах температура доходит и до 130 градусов. При желании можно еще выше поднять - подхдящие материалы, вроде, известны, обращатся с ними умеют. Что-то типа прорезиненной стеклоткани.

Теплопроводность зависит от материала оболочки и её толщины, что оцениваемо лишь грубо. Если принять 1 Вт/(м*К), что примерно соответствует стеклу, толщину оболочки 1мм, а температуру близ поверхности принять равной средней по баллону (пренебрегая конвективными эффектами) в 50оС,

Что-то мне подсказывает, что низкая теплопроводность воздуха внутри шара влияет на тепловые потери больше, чем теплопроводность оболочки. По крайней мере реальные тепловые шары как-то летают, а мощность у них явно не мегаватты.

 

Но в любом случае спасибо за расчеты.

 

[sanitareugen]

Может, и есть, и по высоте, и для определённых широт, но вовсе безветрия там вроде нет. А на 40 км/час тоже мотор нужен, пусть и полегче. И поднять его на 25-30 км задача нетривиальная, учитывая, что на такой высоте плотность воздуха падает почти в 100 раз, и подъёмная сила вместе с нею...

[sanitareugen]

По крайней мере реальные тепловые шары как-то летают, а мощность у них явно не мегаватты.

Ну, вот есть такая книга, Таланов А.В. "Всё о воздушных шарах", так там указывается, что мощность горелок - мегаватты.

http://polet.dp.ua/технологии/

http://www.aerodriving.ru/teplobal