Зарегистрирован: 14.04.2005 Сообщения: 1278 Откуда: Россия
Добавлено: 25 Фев 2006 [08:56] Заголовок сообщения: Атомолет без радиактивного выхлопа для космодирижабля
Мы знаем, что силу атомного взрыва можно варьировать от силы равной взрыву патрона и выше. Из ссылки ниже мы видим, что достигнуты давления в 60 тысяч атмосфер.
После взрыва атомного заряда поршень сжимает газ в камере сжатия до 60 тысяч атмосфер. При этом газ разогревается до миллиона градусов, превращаясь в плазму, запорный легкоиспаряющийся слой испаряется и газ вылетает из сопла со средней скоростью около 100 км/сек.
Так как время процесса составляет ничтожные доли секунды, камера сжатия не успевает разрушиться и сильно нагреться.
После этого отходы взрыва, более чем на 90 процентов состоящие из атомного топлива, уходят на переработку. Автомат перезаряжает атомный заряд и запирающий легкоиспаримый слой и через секунду устройство готово к следующему выстрелу. Камера сжатия успевает остынуть за секунду, так как помещается в рубашку охлаждения.
Снабженный множеством таких устройств, гелиевый космический дирижабль будет абсолютно безопасен и сможет выводить грузы на орбиту за центы за килограмм.
http://www.abc-people.com/typework/physics/physics-press.htm
Добавлено: 26 Фев 2006 [12:43] Заголовок сообщения: Re: Атомолет без радиактивного выхлопа для космодирижабля
zenix писал(а):
Мы знаем, что силу атомного взрыва можно варьировать от силы равной взрыву патрона и выше. Из ссылки ниже мы видим, что достигнуты давления в 60 тысяч атмосфер.
После взрыва атомного заряда поршень сжимает газ в камере сжатия до 60 тысяч атмосфер. При этом газ разогревается до миллиона градусов, превращаясь в плазму, запорный легкоиспаряющийся слой испаряется и газ вылетает из сопла со средней скоростью около 100 км/сек.
Так как время процесса составляет ничтожные доли секунды, камера сжатия не успевает разрушиться и сильно нагреться.
Если верить специалистам, то минимальная мощность атомного взрыва около килотонны - для дерижабля многовато... В какой-то мере подходит для взрывной электростанции. А в приведенной Вами ссылке мне больше понравилось, как некоторые материалы под высоким давлением меняют фазовое состояние, как например вода - твердое состояние до 200 градусов. Это что получается, что если такой "водяной кирпич" нагреть свыше 200, то он отдаст всю накопленную энергию? Если так, то это выводит идею пароводяной ракеты на новый уровень...
Микробомбы к вашему сведению стоят бешенных денег, и радиация при взрыве просто разрушит и испарит окружающие конструкции, ничего вокруг не останется, в Орионе эта проблема решается иначе, там испаряется толстый слой вещества вокруг заряда...
Зарегистрирован: 14.04.2005 Сообщения: 1278 Откуда: Россия
Добавлено: 26 Фев 2006 [14:57] Заголовок сообщения: Re: Атомолет без радиактивного выхлопа для космодирижабля
MIKl писал(а):
Если верить специалистам, то минимальная мощность атомного взрыва около килотонны - для дерижабля многовато...
Что serj, что специалисты вам докажут, что этого не может быть, потому что не может быть никогда. А вот если полистать советкие номера "Науки и жизни", то минимальная мощность может быть весьма незначительной. Где грань между управляемой цепной реакцией и взрывом?
Чернобыльский взрыв на килотонну тянет? Далеко ему до килотонны.
Добавлено: 26 Фев 2006 [15:10] Заголовок сообщения: Re: Атомолет без радиактивного выхлопа для космодирижабля
zenix писал(а):
А вот если полистать советкие номера "Науки и жизни", то минимальная мощность может быть весьма незначительной. Где грань между управляемой цепной реакцией и взрывом?
Чернобыльский взрыв на килотонну тянет? Далеко ему до килотонны.
Зарегистрирован: 14.04.2005 Сообщения: 1278 Откуда: Россия
Добавлено: 26 Фев 2006 [15:28] Заголовок сообщения: Re: Атомолет без радиактивного выхлопа для космодирижабля
MIKl писал(а):
В Чернобыле ядерного взрыва не было, был тепловой с выбросом радиоактивных веществ.
Терминологические фокусы.
Я понимаю, что главная задача специалиста - получить зарплату и отбрыкаться от работы. А то вдруг заставят делать этот дирижоп.
Zenix, ваша идея была бы интересной, если бы была осуществимой.
Между химическим и ядерными взрывами есть принципиальная разница. В химическом взрыве произходит быстрое образование газа большой температуры и !главное! давления. В течение взрыва выделяющийся газ локально еще более сжимается вследствии чего нагревается. Таким образом энергия взрыва представляет собой энергию расширения горячего сжатого газа. В случае ядерных взрывов, энергия выделяется в виде жесткого излучения, которое в свою очередь поглащается окружающим веществом, это вещество получив огромную энергию испаряется превращаясь в сжатую плазму, а дальше механизм уже похож на химический взрыв.
В случае вашего двигателя, скорее испарится оболочка двигателя, в часности поршень, чем нагреется газ.
Про чернобыль - там не было ядерного взрыва. В результате разгона реактора, расплавились цирконивые оболочки ТВС-сок. Этот расплав вошел в соприкосновение с водой и разложил ее на водород и кислород. Эта смесь и взорвалась. Кстати на практике из всех используемых схем реакторов только РКБМ может взорватся, и только вот таким коственным образом. Ядерного взрыва в реакторе добиться невозможно, даже если стараться. Конструкция реактора и ядерного взрывного устройства разлицны принципиально. Реактор сделать довольно просто, особых технологий не нужно. (имеется в виду элементарный реактор, без сложных систем управления, контроля, подачи топлива и всего что отличает например боинг от аэроплана.)
А вот бомбу зделать совсем нетривиально.
Маломощьные ядерные устройства можно сделать на некоторых изотопах, но это сложно и ооооочень дорого.
Маломощьные ядерные устройства можно сделать на некоторых изотопах, но это сложно и ооооочень дорого.
Мужики, опишите мне принцип работы импульсного атомного реактора, а потом я с вами поспорю.
Но в принципе я с вами согласен. Лучше обойтись без атомного взрыва. Можно, например, приводить поршень в движение сжатым энергией от атомного реактора воздухом. Увы, в этом случае плотность мощности на единицу массы такого ВРД резко падает. Но если она все же на порядки будет превосходить плотность мощности ионников, то такой ВРД может и потянет космический дирижабль.
Добавлено: 27 Фев 2006 [08:38] Заголовок сообщения: Re: Атомолет без радиактивного выхлопа для космодирижабля
zenix писал(а):
MIKl писал(а):
В Чернобыле ядерного взрыва не было, был тепловой с выбросом радиоактивных веществ.
Терминологические фокусы.
Я понимаю, что главная задача специалиста - получить зарплату и отбрыкаться от работы. А то вдруг заставят делать этот дирижоп.
Ядерный взрыв, это цепная реакция как можно большего количества активного вещества заряда, за как можно меньшее время. Сопровождается специфическими эффектами:
1. Электромагнитный импульс
2. Световое излучение (в широком спектре)
3. Ударная волна
4. Радиоактивное заражение
В Чернобыле первые 3 эффекта отсутствовали, а был нештатный режим работы реактора, приведший к "нехорошим" последствиям. И на паровозе можно перегреть топку и взорвать паровой котел. Если сравнивать с ядерным реактивным двигателем, то на ЧАЭС получился перегрев твердофазного двигателя с превращением его в жидкфазный (расплавление активной зоны) и частично в газофазный (испарение АЗ). Все это демонстрирует эффект от старта ракеты с атомным двигателем, любым кроме твердофазного (самого неэффективного) или гипотетического "с ядерной лампой". (Р. Бассард "Ракета с ядерным двигателем") Предложенная конструкция "атомолета" фактически является конструкцией с бортовым взрывным реактором. Когда неглупые конструкторы проектировали взрывную электростанцию, то диаметр взрывной камеры получался ок. 150м. с нехилыми стенками и периодом между взрывами от десятков минут до нескольких часов. Подвесить такую конструкцию под дерижоп конечно можно, но какие будут размеры дерижопа? Точно так же можно сделать карманный атомный реактор, но все зависит от размеров кармана.
Ну ладно, оставим атомные взрывы в покое. Я знаю, что представления об атомной бомбе сильно мифологизированы, и это абсолютно правильно. И замнем.
Я тут кое-что прикинул.
Рассмотрим взрывной РД, в дальнейшем ВРД, где поршень приводится в движение паром, нагреваемым атомным реактором. Рассчитаем плотность тяги на килограмм массы нашего ВРД, приняв, что ежесекундно он выбрасывает 1кг со скоростью 50 км/сек.
1 кг воздуха под давлением 500атм уместится в цилиндре диаметром 0.1 метра и длиной 0.2 метра. Превратим давление 500 атм в давление 60 тысяч атмосфер. Та часть поршня, на которую давит пар, должна иметь площадь основания значительно больше, чем та, которая сжимает газ. Получим площадь основания верхней части поршня 0.942 квадратных метра. Зная что плотность стали ~ 7800 кг на метр кубический получим массу поршня 1482 кг.
Приняв предел прочности стали цилиндра равной 500 кгс на миллиметр квадратный получим толщину стенки цилиндра ~ 20 сантиметров для давления 1500 атм.
Чтобы сократить время процесса разгоним поршень, задав начальное давление 1500 атмосфер. Поскольку длина широкой части поршня тоже 0.2 метра, для конечного давления в 500 атм. длина цилиндра составит 0.8 метра, а масса цилиндра составит 437 кг.
Смело округляем массу всего устройства до 3 тонн.
Считая, что мы успеем возвратить устройство в исходное состояние за десять секунд, чтобы получить более менее равномерный импульс, возьмем десять устройств. Это 30 тонн. Масса атомного реактора 26 тонн.
Получим плотность тяги для нашего ВРД 0.89 н/кг, что в 300 раз превышает плотность тяги ЭРД.
Осталось прикинуть массу Дирижабля. Для 30 км получаются нереальные величины. А вот на высоте 20 км плотность воздуха составит 0.1 кг на метр кубический. Тогда масса дирижабля с ВРД составит 156 тонн. ВРД придаст дирижаблю ускорение 0.32 м/сек за секунду. В космосе этот ВРД разгонит дирижабль до 8 км/сек всего за 7 часов.
Осталось только прикинуть, сможет ли дирижабль с такой тягой преодолеть сопротивление атмосферы на высоте 20 км.
...ежесекундно он выбрасывает 1кг со скоростью 50 км/сек.
...Масса атомного реактора 26 тонн.
А с чего Вы взяли, что скорость истечения составит 50км/с ? Боюсь, что при таких давлениях газодинамические свойства газов несколько меняются, если вообще применимы. И очень смелое допущение, что взрывной реактор (камера + охлаждение + защита + система отсоса продуктов взрыва) уложится в 26 тонн. Но если получится, то нафик и дерижоп нужен - проще воду под давлением 60тыс. атмосфер выбрасывать и по простому, по ракетному...
Но если получится, то нафик и дерижоп нужен - проще воду под давлением 60тыс. атмосфер выбрасывать и по простому, по ракетному...
Для того, чтобы движок оторвал себя от земли плотность тяги должна быть больше 10Н на кг, а для описанного мной движка плотность тяги всего всего 0.89 Н на кг. Так что без дирижопа он себя от земли не оторвет.
А с чего Вы взяли, что скорость истечения составит 50км/с ?
Мне почему-то казалось, что при адиабатическом процессе газ нагреется до миллиона градусов при быстром сжатии до 60 тысяч атмосфер. А вчера покопался в книгах и нашел формулу для адиабатического процесса
(T1-T2)~V1*1,4*(P1-P2*(P1/P2)^0.714)/(0,4*m*c_p)
и получил, что температура возрастет на 24255 градусов, а скорость выброса составит 12,3 км/сек.
Крандец моему атомолету.
Но в ссылке заикнулись насчет давления 400 тысяч атмосфер. Тогда скорость выброса составила бы 40 км/сек. Но все-равно установка стала бы тогда весить не 30 тонн а 150 и окажется выгодней использовать ЭРД.
Надо искать другой способ преобразования атомной энергии в скорость газовой или плазменной струи.
Насчет кирпичей высокого давления
Вот если откроют материалы, которые при высоком давлении переходят в устойчивое состояние, а при нагреве скачкообразно переходят в прежнее состояние, тогда создадут взрыволет фазового превращения намного более эффективный современных ракет.
Тут serj предложил интересную идею. Но сначала ссылка.
Цитата:
Только в парах щелочных металлов (таких, например, как калий, натрий или цезий) электрическую проводимость газа можно заметить уже при 2000–3000° С, это связано с тем, что в атомах одновалентных щелочных металлов электрон внешней оболочки гораздо слабее связан с ядром, чем в атомах других элементов периодической системы элементов (т.е. обладает более низкой энергией ионизации).
http://www.krugosvet.ru/articles/123/1012368/1012368a1.htm
По распространенности натрий следует за алюминием.
А вот идея serjа. Если добавлять в пламя ракеты натрий в такой пропорции, чтобы температура была выше 2000 градусов, но проводмость проявлялась, получим что-то вроде плазмы. А значит это пламя можно будет сжимать магнитным полем, вырабатываемым атомным реактором. Сжимаясь, оно еще больше будет разогреваться, его температура будет возрастать. Можем получить в результате ЭРД с очень большой плотностью тяги на единицу массы, который потянет космодирижабль.
Добавлено: 01 Мар 2006 [08:09] Заголовок сообщения:
zenix писал(а):
А вот идея serjа. Если добавлять в пламя ракеты натрий в такой пропорции, чтобы температура была выше 2000 градусов, но проводмость проявлялась, получим что-то вроде плазмы. А значит это пламя можно будет сжимать магнитным полем, вырабатываемым атомным реактором. Сжимаясь, оно еще больше будет разогреваться, его температура будет возрастать. Можем получить в результате ЭРД с очень большой плотностью тяги на единицу массы, который потянет космодирижабль.
Вопросы:
1. Какова будет степень ионизации в такой "холодной" плазме?
2. А плазму, чтобы разгонялась надо сжимать? Для тяги плазму по-идее надо не сжимать, а разгонять.
3. И опять реактор? Да еще с устройствами преобразования тепла в электроэнергию? И где его взять, да еще заправленый? Ну допускаю, что где-нибудь в Мурманске или около можно вырезать из списанной АПЛ, или найти и подобрать валяющийся на дне первый реактор от "Ленина". Но лично я, хоть и старый, даже в свинцовом скафандре на такую операцию не пойду. Правда недавно прочитал, что можно получать энергию прямо расщеплением свинца, если облучать его ГЭВ-ными протонами из ускорителя - электроядерный реактор называется. Но вес самого ускорителя? И как его в гараже или на кухне спаять? И какие изотопы при этом получатся и сколько?
Зарегистрирован: 14.04.2005 Сообщения: 1278 Откуда: Россия
Добавлено: 01 Мар 2006 [12:00] Заголовок сообщения:
MIKl писал(а):
1. Какова будет степень ионизации в такой "холодной" плазме?
2. А плазму, чтобы разгонялась надо сжимать? Для тяги плазму по-идее надо не сжимать, а разгонять.
3. И опять реактор? Да еще с устройствами преобразования тепла в электроэнергию? И где его взять, да еще заправленый?
Сразу отвечу на третий вопрос. Где взять реактор, у меня голова не болит, потому что в гараже космический дирижабль, да еще и атомный, не сделаешь. Это идея тем ребятам, которые космодирижабль предложили.
На первый вопрос ответа не знаю. Нужно долго и усердно рыться в инете или научной литературе.
А второй вопрос меня удивил. При сжатии сечения плазменного жгута давление внутри него будет повышаться. А дальше все очевидно.
Добавлено: 01 Мар 2006 [14:11] Заголовок сообщения:
zenix писал(а):
А второй вопрос меня удивил. При сжатии сечения плазменного жгута давление внутри него будет повышаться. А дальше все очевидно.
Я догадываюсь, что магнитогидродинамика и газодинамика несколько различаются, но в сопле Лаваля, газы почему-то расширяются, а в сужающихся соплах ускоряются только до скорости звука. Ну да пусть эти проблемы волнуют тех, кто атомный дерижоп строить будет.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах