Kérdés:
Életképes és hiteles-e a Scorpion atom-termikus-elektromos hajó koncepció meghajtása?
ikrase
2020-09-02 10:31:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nemrég találkoztam a "Scorpion" űrhajó javaslatával - eredetileg a Project Rho -on futottam rajta (ctrl-F hozzá), de ez úgy néz ki, mintha a cikket a British Interplanetary Society folyóiratában jelentették volna meg. nagyon űrhajót akar készíteni hajó ), és ez a kérdés nem erről szól, de a motor számomra nagyon érdekes.

A motor közepes teljesítményű szilárd magú atomreaktorral hajtja végre a hajtóanyagot, valamint hőmotort is hajt (úgy tűnik, hogy a kriogén hidrogén-hajtóanyag felmelegítése része ennek a hőmotornak a hűtőbordájánál), és a hőmotor teljesítménye ezt követően egy arcjet segítségével további energiát juttat a hajtóanyagba.

(a kép a papír 10. ábrája) enter image description here

Ha úgy gondolja, a szerző, ez egy rakétát ad nukleáris villanykörte-szerű teljesítménnyel (1200 ISP), t képes a reaktort meghajtásra és villamos energiára egyaránt felhasználni, és sokkal kevésbé radikális reaktor kialakítású, mint egy NTR, miközben sokkal nagyobb a tolóereje és kevesebb a radiátora (és kevesebb függ az alfától), mint egy tipikus nukleáris elektromos rakéta.

A kérdés az, hogy higgyünk-e a szerzőnek.

Egy válasz:
SE - stop firing the good guys
2020-09-02 14:19:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mint minden hipotetikus kialakításnál, itt is csak annak megfontolására van szükség, hogy feltételez-e valamilyen "ésszerűtlen" feltételezést.

Először összehasonlíthatjuk az állított teljesítményt a meglévő technológiával. A nukleáris rakétákat korán elhagyták, de az elkészült prototípusok alacsonyabb határértékeket adnak a lehetőségekhez ( NERVA, RD-0410).

  • Lökés : 2000 kN (NERVA 247 kN, RD-0410 35 kN)
  • Isp: 1200s (NERVA 840s, RD-0410 910s)
  • Tömeg: 40 tonna (NERVA 18 tonna, RD -0410 2 tonna).

Ez nem vágyakozik a bizonyított képességektől, és ami még fontosabb, nem feltételezi, hogy a megnövekedett tolóerő és kipufogógáz sebesség egyenlő tömegű költségvetéssel érhető el, ahelyett, hogy a rendszert nagyobb volumenűnek tünteti fel. a hidrogén helyett további radiátorokra van szükség. A megnövekedett tolóerő és a csökkentett hűtési követelmények nyilvánvaló költsége pazarlóan alacsonyabb kipufogógáz-sebesség, mint más elektromos meghajtási típusoké.

Az alapötlet azonban két részből áll, amelyek rendkívül eltérő technológiai felkészültséggel rendelkeznek. A reaktor elválasztása a meghajtástól .

  1. A különálló reaktor hagyományos reaktortechnológiát használhat, mivel így drasztikusan kevesebb tervezési korlát van. Ez számomra hatalmas realizmus-bónusznak tűnik.
  2. Ez szükségessé teszi az "ívfűtést".

2.) Problémás. Lényegében ez a "mágikus eszköz", amely lehetővé teszi az egész rendszert, és a szerző egyetlen bekezdést tölt el a leírással!

Az utóbbi által előállított elektromos energiát ezután felhasználják a kipufogórendszer powerarc fűtőberendezéseihez. A hidrogénnek ez a fokozott fűtése 12,5 km / sec fölé emeli a tényleges kipufogógáz-sebességet, amely jóval meghaladja a 8 km / sec-ot, amely egy hagyományos nukleáris hőmotortól várható.

Semmi részlet, kivéve, hogy valamivel jobb, mint a nukleáris hőmotorok.

Ha jól tudom, semmi sem bizonyult közel ehhez a fajta gigawatt méretű elektromos fűtőberendezéshez a rakéta meghajtására. Nem meglepő, mivel az űrben jelenleg rendelkezésre álló teljesítmény általában 5-6 nagyságrenddel alacsonyabb.

Úgy tűnik, hogy a mágikus térfűtésről rendelkezésre álló szakirodalom nem túl nagy:

A Scorpion fő meghajtórendszere a Kígyómotor-ciklus Alan Bond által kidolgozott változata. A ciklus egy nukleáris termodinamikai rakéta villamos mérését használja; legalább 1955-ben Goldsmithig nyúló alapkoncepció [23]. Sutton [24] harmadszorosítása egy bekezdést szentel az ötletnek, idézve Goldsmithet, valamint Berry-t [25], valamint Rester-t és Rott-ot [26] is. A Sutton későbbi kiadásai eltávolították ezt a bekezdést, feltehetően a NERVA fejlesztési munkájának részletesebb megbeszélésére, amelyet a kiadások között folytattak. De a koncepciót nem felejtették el, és 1972-ben Bond részletes, elegáns és megvalósítható változatot vázolt fel ezen az alapelven [27]

  1. M. Goldsmith, „A nukleáris rakétákra jellemző mechanikus-elektromos eszközök növekedése”, American Rocket Society Journal, Vol. 29-8, 600-601, 1959.
  2. G. P. Sutton, Rakéta meghajtó elemek, 3. kiadás, John Wiley, 1963.
  3. E. R. Berry, „A nukleáris rakétarepülés teljesítményének elektromos fokozásának hatásai”, American Rocket Society Journal. Vol. 31–1, 1961., 92–94.
  4. E.L. Resler és N. Rott, „A rakétameghajtásról nukleáris erővel”, American Rocket Society Paper 1201-60.
  5. A. Bond, „Nukleáris rakéta az űrhajó számára”, JBIS. Vol. 25, 625-641, 1972. nov.

Egy bekezdés, amelyet későbbi kiadásokban eltávolítottak, és a 2-3 oldalas apró csíkok nem sokat követnek. Talán Bond vázlata tartalmaz valamit? Mivel a motor működéséről ebben a cikkben nincs semmi lényege, csak azt, hogy milyen űrhajót építhetne egy ilyen motor köré.

A kérdés az, hogy higgyünk-e a szerzőnek.

A motor lehetséges alkalmazott felhasználásáról? Talán legalább készített néhány oldalt róla.

A motor tervezéséről, működéséről, elméleti alapjairól, paramétereiről és teljesítményéről? Nem annyira, mivel szinte semmit sem mondtak róla.

Alan Bond, a motortervező, mind a Rolls Royce-nál, mind a hidrolox motor tesztelésénél, valamint az Egyesült Királyság Atomenergia Hatóságánál dolgozott fúziós energiával kapcsolatban. Ez természetesen a SABER évek óta végzett munkája mellett, amely hűtőkörös hajtású turbinákat használ, így nem teljes amatőr. Hogy nem hagyományos motorjai működnek-e a papíron, az még kiderül. (a tesztelésnek jövőre kell kezdődnie)
Alig kétséges, hogy egy ív magas hőmérsékletet érhet el; az elektród pontok károsodása a korlátozó tényező (talán ezek fogyaszthatók). Így az áramtermelés (reaktor) és a meghajtás (ív) elkülönítése hangosnak tűnik. Lehet, hogy az áram egy ionnyaláb-generátorhoz vezethető a nagyobb Isp (de alacsonyabb tolóerő) érdekében
A Project Rho helyszínét követve az 1 Rem / óra árnyékolás kissé vázlatos ... az LD50 körülbelül 3 hét reaktori idő. Ez némi fejlesztésre szorul.
hány órányi tolóerőre van szükség egy olyan missziónál, amelyre valószínűleg szükség lesz @BrianDrummond


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 4.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...