Космический корабль с ядерной энергетической установкой с водяным охлаждением и отработанным паром в качестве рабочего тела ионного двигателя.

[инженер-исследователь]

    Главной проблемой ядерных энергетических установок в космосе является их охлаждение- в космосе тепло некуда сбрасывать. В своё время я нашёл странное решение этой проблемы, связанное с использованием хладоагента в качестве рабочего тела двигателя. В космическом корабле размещается ядерный реактор с использованием жидкого металла в качестве теплоносителя. Жидкий металл прокачивается через котёл-теплообменник, отдавая своё тепло воде,которая кипит и превращается в пар. Пар из котла-теплообменника попадает в многосекционную турбину -в секцию основного пара, после которой попадает в сухопарник, где от пароводяной смеси отделяется жидкая фаза ,которая насосом закачивается в котёл-теплообменник, пар отделённый сухопарником разделяется на два потока, больший направляется в конденсатор, а меньший в первую секцию мятого пара турбины, после первой секции мятого пара, пароводяная смесь поступает в сухопарник мятого пара,в котором происходит отделение воды,которая насосом впрыскивается в конденсатор,где на впрыснутой холодной воде происходит конденсация пара, пар из сухопарника мятого пара, проходит через змеевик в конденсаторе,забирает тепло, вызывая конденсацию воды, а сам нагревается и поступает в турбину во вторую секцию мятого пара, далее пар проходит через последующие секции мятого пара турбины, после каждой проходя по своему змеевику в конденсаторе, нагреваясь паром и вызывая его конденсацию. Выйдя из последней секции, пар поступает в ионный двигатель ,где используется в качестве рабочего тела, разгоняемого за счёт электричества выработанного генератором, вращаемым многосекционной турбиной. Потери воды на работу двигателя восполняются из бака расходуемой воды. Теоретически, такая система может обеспечить удельный импульс до 16 км/с. 

[Affidavit Donda]

Каков расход воды?

[Нкоро_]

Теоретически, такая система может обеспечить удельный импульс до 16 км/с. 

Почему бы и нет? По сути это то же самое что просто греть рабочее тело реактором, за счет промежуточных ступеней каждая отдельная деталь работает в менее экстремальных условиях, но и самих деталей на порядки больше, и они сложнее. Расчет реальной окупаемости такой схемы, задача для специализированного института...

[Daniil]

Почему бы и нет? По сути это то же самое что просто греть рабочее тело реактором, за счет промежуточных ступеней каждая отдельная деталь работает в менее экстремальных условиях, но и самих деталей на порядки больше, и они сложнее. Расчет реальной окупаемости такой схемы, задача для специализированного института...

Поддерживаю. Кроме того, это всё - дополнительная масса, снижающая соотношение масс в формуле Циолковского. И рассчитать, "дополнительная" это масса или "лишняя", крайне нетривиально. Надо считать сколько тяги оно выдаст, будет ли работать водяной пар в ионном двигателе, и т.д.

Однако, несмотря на громоздкость конструкции, идея довольно красивая.

[Zenitchik]

На форуме Авиабазы об этом поговорите. Там более подходящая аудитория - глядишь и подскажут что-нибудь.

[VIR]

Во накрутили. И заглавие-то не сразу прочитаешь. 

[vashu1]

такая система может обеспечить удельный импульс до 16 км/с.

Излучающего радиатора тут нет. Литр воды способен отобрать два с половиной мегаджоуля. Разгон килограмма до 16 км/с требует в 50 раз большей энергии. Получаем что полезная работа в 50 раз больше тепла отведенного на холодильник.

 

А КПД в 98 процентов у такой многоступенчатой тепловой машины это нереально. Даже для идеальной машины без потерь с сотней цельсия на холодильнике потребуются 20 тысяч градусов на нагревателе.