Проект космического истребителя

[арт]

Уже есть радиаторы

Приведите пример. Только не нужно приводить в пример спутники. Потому как там множество условий, кроме самого о площади радиатора.

[Tungsten]

Приведите пример. Только не нужно приводить в пример спутники. Потому как там множество условий, кроме самого о площади радиатора.

Орбитальные станции ?

А вот примеров многослойных радиаторов Вы точно привести не сможете , ввиду их полной бессмысленности в вакууме .

[арт]

А вот примеров многослойных радиаторов Вы точно привести не сможете , ввиду их полной бессмысленности в вакууме .

Только при попытке решения вопроса "в лоб".

Активную зону можно окружить несколькими слоями. Где слои, последовательно, будут выполнять задачу - производство эл. энергии, реактивный двигатель, подогрев топлива для двигателя и т.д. Т.е. в большинстве кольцевых зазоров будет поток охладителя и от центра к переферии температура охладителя будет снижаться.

[Че Бурашка]

Чтобы оценить, какая примерно будет температура в реакторе.

Не надо ни чего оценивать - уже есть куча проработанных проектов космических ЯЭУ из которых некоторые даже летали.

[Tungsten]

Только при попытке решения вопроса "в лоб".

Активную зону можно окружить несколькими слоями. Где слои, последовательно, будут выполнять задачу - производство эл. энергии, реактивный двигатель, подогрев топлива для двигателя и т.д. Т.е. в большинстве кольцевых зазоров будет поток охладителя и от центра к переферии температура охладителя будет снижаться.

Можно . Но радиатором будет только внешний "слой" , и его желательно сделать плоским При этом не подставлять под экспозицию излучения других слоёв . Что бы он их не грел почём зря .

[арт]

Но радиатором будет только внешний "слой" , и его желательно сделать плоским

Не нравиться слово "радиатор", назовите устройство "теплообмеником". Суть в том что конструкция будет отводить тепло от горячей зоны. И не просто отводить, а утилизировать.

Зачем устройство делать плоским, мне не понятно.

[Tungsten]

Не нравиться слово "радиатор", назовите устройство "теплообмеником". Суть в том что конструкция будет отводить тепло от горячей зоны. И не просто отводить, а утилизировать.

Это уже не будет радиатором , в том то и дело . Что бы тепло "утилизировалось" , необходима разность температур . Т.е. куда то надо сбрасывать избыточное тепло , эту разность создавая . Вот устройство , которое будет рассеивать путём излучения тепло в пространство , и будет радиатором - без него система неработоспособна .

Зачем устройство делать плоским, мне не понятно.

Затем , что бы его излучение не возвращало тепло назад , в охлаждаемую зону .

[арт]

Это уже не будет радиатором , в том то и дело .

Не очень понятно как вы отделяете "теплообменник" от "радиатора".

Что бы тепло "утилизировалось" , необходима разность температур . Т.е. куда то надо сбрасывать избыточное тепло , эту разность создавая

Конечно не профессионально изложил мысль, но в целом систему описал. На мой взгляд, испарение топлива и последующая ионизация, вполне достаточно отберут тепла.

Затем , что бы его излучение не возвращало тепло назад , в охлаждаемую зону .

Это зависит от расположения, а не формы радиатора.

[Alter-Ego]

насчёт ядерного реактора:

никто не припомнит ТТХ реальных ядерных реактивных двигаетелей на экспериментальных самолётах?

[prostak_1982]

насчёт ядерного реактора:

никто не припомнит ТТХ реальных ядерных реактивных двигаетелей на экспериментальных самолётах?

Насколько я помню, испытывались только реакторы на холостом ходу. Действующих летающих ЯВРД так и не создали.

[чукча]

Приведите пример. Только не нужно приводить в пример спутники. Потому как там множество условий, кроме самого о площади радиатора.

Jupiter Icy Moons Orbiter - Не в металле, но предварительный проект НАСА сделало, мощность электрическая - 100КВт, площадь радиаторов - 422м2.

http://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter_Icy_Moons_Orbiter

Там внизу ссылка на 200 страничный отчет с подробностями.

[Tungsten]

Это зависит от расположения, а не формы радиатора.

Только от формы .

Если радиатор плоский , он излучает ( преимущественно ) перпендикулярно поверхности . Тогда тело , находящееся в этой плоскости , практически не получает паразитного излучения .

А вот если он какой угодно , кроме плоского - то начинает облучать и охлаждаемый объект , как его не расположи .

[DiamondWolf]

А вы первую почитайте. Там и реакторов больше и ресурс более авторитетный. Ни кто не заставляет использовать такие неудобные габариты. Сталь-15 - 54,4 Вт/К*м. И нафиг вам теплопроводность при охлаждении излучением?

Читал обе, но второй проект понятнее - радиатор в тени экрана реактора, потому и габариты такие. Надеюсь посчитали правильно.

А сталь - почему-то даже в самом дешевом компьютерном охлаждении на тепловых трубках (ок 300 р) трубки медные, а не дешевый люминий. Разница в теплопроводности намного меньше чем со сталью, но наверное даже люминий мешает высокой рабоспособности.

А теплопередача куда эффективнее излучения.

[Mihael]

А теплопередача куда эффективнее излучения.

Теплопередача чему? А то дело происходит в космосе, там с окружающей материей некоторая проблема наблюдается.

[арт]

Только от формы .

Т.е. экраны в виде крыльев имеющие волнистую поверхность хуже чем с плоской поверхностью?

[Tungsten]

Т.е. экраны в виде крыльев имеющие волнистую поверхность хуже чем с плоской поверхностью?

Хуже , так как масса больше , а эфффективность ровно та же . Волнистости тупо греют друг-друга излучением , а "полезное" ( т.е. ушедшее безвозвратно в пространство ) точности то же , за исключением пренебрежительно малого количества дополнительно излученной с "торцов" .

[чукча]

А теплопередача куда эффективнее излучения.

Для теплопередачи нужен воздух. Он есть около компьютера, но его почему-то нет в космосе. А излучение пропроционально 4ой степени температуры, тоесть желательна тугоплавкость - раскаленные радиаторы будут быстрее отдавать тепло.

[DiamondWolf]

А теплопередача куда эффективнее излучения.

Для теплопередачи нужен воздух. Он есть около компьютера, но его почему-то нет в космосе. А излучение пропроционально 4ой степени температуры, тоесть желательна тугоплавкость - раскаленные радиаторы будут быстрее отдавать тепло.

Чем выше разница между реактором и холодным а не раскаленным радиатором - тем выше КПД да и заметен меньше.

Вот почему-то китайцы при расчете радиатора решили что тонкая стенка из плохо проводящего матерала сильно мешает даже теплопереносу. А что уж говорить про гораздо менее эффективное излучение? И трубки из меди а не люминия как все дешевые радиаторы.

[chameleon]

ТТХ...Ну да это истребитель в смысле Destroyer.

*Задумчиво* а если батарею МПД на водороде с УИ 100 км/с заменить ТЯРДом, то это будет фрегат мира ТЯРДа. Но дестроер, согласен, звучит лучше.

А если поглядеть с нашей стороны - то это практически межпланетник, рейсер, типа того, что проектируют для полёта к Марсу лет через двадцать.

И ЯЭДУ по-моему лучше делать газофазной... А это чуть больший УИ форсажного движка при той же тяге(примерно), но уже никакого кислорода. Да и энергоконтур делать интересней.

[Че Бурашка]

А сталь - почему-то даже в самом дешевом компьютерном охлаждении на тепловых трубках (ок 300 р) трубки медные, а не дешевый люминий

Потому что охлаждаются воздухом очевидно.

А теплопередача куда эффективнее излучения.

И куда будете передавать тепло в вакууме?

Чем выше разница между реактором и холодным а не раскаленным радиатором - тем выше КПД да и заметен меньше.

2000 К и 1000 К дают КПД 50 %. Для обоих температур суперматериаллы не нужны.

Вот почему-то китайцы при расчете радиатора решили что тонкая стенка из плохо проводящего матерала сильно мешает даже теплопереносу.

Какие китайцы, в каком радиаторе, какой материал?

А если поглядеть с нашей стороны - то это практически межпланетник, рейсер, типа того, что проектируют для полёта к Марсу лет через двадцать.

Если доведут ВАСИМР, ТфЯРД там не нужен.

И ЯЭДУ по-моему лучше делать газофазной...

Если она есть в железе.

А это чуть больший УИ форсажного движка при той же тяге(примерно), но уже никакого кислорода.

Дожигание после реактора ("схема Б" кажется?) ИМХО излишество. Ускорение 0,07 против 0,03 но ценой падения УИ на 150 с и кислород который кроме как для сжигания водорода не пригоден (в реактор запихивать опасно для реактора при том что УИ никакой). Разве что позволяет уменьшить объем рабочего тела.

[alexflim]

А теплопередача куда эффективнее излучения.

Для теплопередачи нужен воздух. Он есть около компьютера, но его почему-то нет в космосе. А излучение пропроционально 4ой степени температуры, тоесть желательна тугоплавкость - раскаленные радиаторы будут быстрее отдавать тепло.

Я вообще тоже стороник высокотемпературных радиаторов для космоса - но

если у вас радиатор 1000К (а лучше больше)

а) ЧТо у вас за теплоноситель (расплав солей наверно да? - даже для них горячевато - про коррозию молчу про вес тоже)

б) Как вы изолируете корабль от теплопроводной системы в которой течёт 1000К+ теплоноситель

в) Какая у вас температура в рабочей зоне что теплоноситель 1000К+ прогревается? как вы изолируете рабочую зону от корабля?

г)Сколько всё это весит?

Чтобы оценить, какая примерно будет температура в реакторе.

Не надо ни чего оценивать - уже есть куча проработанных проектов космических ЯЭУ из которых некоторые даже летали.

летавшие ритеги это не 10-100МВ реактор который нужен тут.

Да и габариты 9х95=855м2 несколько превышают заявленные габариты дестроера.

Радиатор можно набрать из нескольких параллельных слоёв. При этом, наружные слои могут ещё и экранировать внутренние.

Тогда внутренние будут греть внешние - в чём профит то?

[chameleon]

Если доведут ВАСИМР, ТфЯРД там не нужен.

Да, ЯРД на дестроере всего лишь дополнительная плюшка к мобильности(уходит с орбиты за один виток, а не спиралью). А васимр - доведут.

Если она есть в железе.

Твёрдофазная ЯЭДУ плоха тем, что должна обеспечивать большой ресурс в энергорежиме и большой нагрев в двигательном, а это сложно совместимые понятия.

Газофазнику проще в том смысле, что у наших проектов с магнитным удержанием активная зона и так подвижная и сменная. Да, проще - за исключением нюансов самого газофазника.

[letbur]

Хуже , так как масса больше , а эфффективность ровно та же . Волнистости тупо греют друг-друга излучением , а "полезное" ( т.е. ушедшее безвозвратно в пространство ) точности то же , за исключением пренебрежительно малого количества дополнительно излученной с "торцов" .

Волнистость повышает степень черноты радиатора, и несколько увеличивает его эффективность. Кроме того, она благоприятно сказывается на прочности. Но нужную степень черноты можно обеспечить простой черной краской.

Чем выше разница между реактором и холодным а не раскаленным радиатором - тем выше КПД да и заметен меньше.

С включенным на полную мощность реактором - да. А с выключенным?

Материал радиатора сильно зависит от того, при какой температуре он будет работать. ИМХО, хороший вариант - трубки из жаропрочного сплава на основе стали, между ними пластины из алюминия, выкрашенные в черный цвет. По трубкам циркулирует теплоноситель и они обеспечивают прочность. А алюминиевым пластинам прочность не нужна. Главное, чтобы не расплавились. Температура - до 900 К. При такой температуре быстрорежущая сталь остается немного прочной.

а) ЧТо у вас за теплоноситель (расплав солей наверно да? - даже для них горячевато - про коррозию молчу про вес тоже)

Еще одна проблема - как запускать реактор после остановки. Ведь теплоноситель в радиаторе застынет?

Какая у вас температура в рабочей зоне что теплоноситель 1000К+ прогревается? как вы изолируете рабочую зону от корабля?

Это как раз просто. Несколько слоев железной фольги + несколько слоев алюминиевой фольги. Экипаж и оборудование надежно защищены от теплового излучения радиатора. Лучше радиатор делать плоским. Это сильно облегчает изготовление теплозащитного экрана. Можно сделать отдельную зону на радиаторе, которая охлаждает до более низкой температуры, отделенную от остального радиатора экраном. Корабль выглядит как огромный блин-радиатор покрытый заборами экранов, за которыми находится все остальное.

Изменено 31 Jan 2014 пользователем letbur

[alexflim]

фольга тупо сгоритрасплавится - при таких температурах не говоря уже что реактор+ДУ с нормальной рабочей температурой 1000К - не тривиальная инженерная задача

[letbur]

Первые версии космических истребителей будут использовать низкую температуру. Но будет постоянное стремление сделать реактор как можно горячее - ведь от этого зависит его маневренность.

фольга тупо сгоритрасплавится - при таких температурах

В космосе воздуха нет, гореть не в чем. При 900 К алюминий еще твердый. При некоторых условиях можно допустить и расплавления фольги, лишь бы была предварительно созданная оксидная пленка. Оксид алюминия очень тугоплавкий, и не даст металлу растечется. Попробуйте расплавить алюминиевую банку в пламени газовой горелки. Алюминий плавится, оксидная пленка - нет. Если расплавить несколько кусочков алюминия, то они не сольются в один, пока расплав не перемешаешь - оксидная пленка не дает. Механических нагрузок такая система, конечно, не выдержит, но ведь истребитель с ионным двигателем летит с черепашьим ускорением.

что реактор+ДУ с нормальной рабочей температурой 1000К - не тривиальная инженерная задача

В РИ такую задачу никто не решает, так как нет необходимости - на земле есть халявный охладитель, вода, и жесткие требования к надежности. Да и стоимость системы играет свою роль. В космосе охлаждаться сложнее, вот и придется повышать температуру.

Изменено 31 Jan 2014 пользователем letbur