НФ (Страница 16 из 54)

280,000 тонн при плотности равной плотности воды займут объем шара с радиусом 405 м

На земле, где на него будут действовать максимальные нагрузки, минимальной толщины?

GCNR Liberty Ship - 1,000 тонн груза на НЗО

Энтони Тейт предложил интересное решение проблеме тяжёлого грузовоза. В своём эссе, он говорит, что если мы вырастем и перестанем паниковать от каждого упоминания страшного слова на букву Я, ракета многократного использования на термальном газовом ядерном двигателе закрытого цикла сможет перевозить огромные количества груза на орбиту. Он назвал этот проект "Liberty Ship." Его дизайн включает кластер из семи ядерных двигателей, с тягой в 1,200,000 фунтов (5,340,000 ньютонов) каждый, с термальным выходом примерно в 80 гигаватт. Скорость истечения в 30,000 метров в секунду, удельный импульс 3060 секунд. Соотношение тяги к весу 10. Двигатель с системой безопасности, запасом топлива и всем прочим, весит 120 000 фунтов (54 тонны).

Ракета Сатурн-V как шаблон сборки даёт "либерти" массу в шесть миллионов фунтов (2,700,000 килограммов). Мистер Тэйт рассчитывает на delta V в 15 км/с, так что она будет способна на управляемое снижение и сможет как взлетать, так и садиться. Это вовлекает 2,400,000 фунтов (1,100,000 килограмм) реактивной массы. Если пользоваться жидким водородом, объём реактивной массы составит 15,200 кубометров, поскольку водород отличается малой плотностью. Это 20 метров диаметра и 50 метров высоты. Просто пышечка в сравнении с ракетой Сатурн-V.

Проектная высота 105 метров: 15 метров двигателей, 55 - бак водорода, 5 метров радиационной защиты и жилого пространства, модульный грузовой отсек 30 метров в высоту и 20 метров диаметром (влезет среднее офисное здание).

Сухая масса Сатурна-V 414,000 фунтов (188,000 килограмм).

Либерти обладает семью двигателями по 120,000 фунтов каждый, итого 840,000 фунтов. Мистер Тейт рассчитывает на структурную массу в 760,000 фунтов, так что останется достаточно избыточного запаса прочности. Добавьте 2,400,000 фунтов реакционной массы, и общий вес "Либерти" без полезной нагрузки составит 4,000,000 фунтов.

Поскольку она создавалась масштабированием проекта Сатурн-V, предполагаемая общая масса - 6,000,000 фунтов. Вычитаем 4,000,000 фунтов и получаем Два Миллиона Фунтов полезной нагрузки на низкой земной орбите. Великая галактика, это около 1,000 метрических тонн, в примерно восемь раз больше, чем у Сатурна-V.

Космический Челнок способен дотащить всего лишь 25 тонн до НЗО. "Либерти" способен поднять три МКС на орбиту в один взлёт.

После всего сказанного, стоит помнить, что термальный газовый атомный двигатель закрытого цикла - ужасно сложная инженерная задача, к решению которой мы и близко не подошли. Делать цикл открытым куда проще, но чёрта с два это когда-либо разрешат для ракеты "поверхность-орбита". Разбрасывать радиоактивную плутониевую смерть из двигателей на скорости в пятьдесят километров в секунду? Это не грузовая ракета, это оружие массового уничтожения! Впрочем, посмотрите на проект Nexus.

Супер Орион - 8,000,000 тонн груза на НЗО

Бифростский мост - 175,200 тонн/год на низкую земную орбиту, $20/кг

Я правильно понимаю, что ЯД это по сути реактор сквозь активную зону которого проходит и выбрасывается рабочее вещество?

NTR-SOLID: NUCLEAR THERMAL ROCKET / SOLID CORE FISSION. Ядерная термальная ракета с твёрдым топливом. Крайне простая концепция. Поставьте ядерный реактор на сопло. Вместо того, чтобы подавать в реактор воду для паровой турбины - подавайте водород и направляйте выхлоп через сопло. Если водород при этом проходит через турбину, вы получаете 60 мегаватт энергии. Элементам реактора придётся быть прочными, иначе эрозия загрязнит выхлоп продуктами ядерного распада. Скорость истечения ограничена жаростойкими свойствами реактора.

NTR-GAS/Open: GASEOUS CORE FISSION / NUCLEAR THERMAL ROCKET Ядерная газовая термальная ракета с расходным ядерным двигателем. Лимит двигателя типа NTR-SOLID в скорости истечения ограничен точкой плавления реактора. Один из нетрадиционно мыслящих инженеров решил превратить недостаток в достоинство. Он спросил: "Что, если наш реактор уже расплавлен?"

Газообразный уран вводится в камеру, пока не начнётся цепная реакция. Затем водород бьёт в центр ядерного вихря со стен камеры, вынося тепло через сопла.

Проблема в том, что уран вылетает за компанию с водородом.

Реакция поддерживается в форме вихря, чтобы минимизировать потерю урана в сопла. Топливом служит гексафторид урана (U235F6), реактивная масса - водород. Альтернативный вариант - U235 добавляется длинным твёрдым бруском, постепенно вдвигаемым в огненный шар реакции. Потеря урана с выхлопом заметно снижает эффективность и ещё больше того бесит экологов.

В некоторых дизайнах камера реактора вращается как центрифуга. Тяжёлый уран при этом скорее останется внутри, чем покинет камеру. Последствия внезапной остановки центрифуги могут оказаться весьма... зрелищными.

Подробности отыщутся здесь.

При взлёте с поверхности эта ракета заметно снизит цену недвижимости вокруг космопорта... а также по всему региону. Выхлоп сравнительно безвреден в космосе, но имеет катастрофические последствия в атмосфере.

Занятно, что это почти лучшее возможное соответствие ракете из книжного сериала "Том Корбетт: космический кадет". Но книги довольно плохо описывают, является ли "Полярис" вариантом "атомной лампочки". По словам технического консультанта Уилли Лея, реактивной массой был водород, но в книгах говорится о жидком уране.

а какие выбросы у ТЯРД-ов?

не факт, что даже в формажном режиме ТЯРД сможет поднять с поверхности планеты даже свою собственную массу

Багор, речь идет об орбитальной станции... Я же не просто так про МКС упомянул.

если есть антигравы

Ну, если дать побольше реактивной масы...

Такая штука, кстати, может быть даже от нейтронных бомб защищена, если у неё толстый корпус (шлакобетонный со свинцовой дробью, например).

Автор, на всякий случай - у ТЯРД выхлоп - это факел диаметров десятки километров с температурой в центре в миллионы градусов. Оно жарит будь здоров и может ухандохать всех без всякой радиации. Просто что бы представлял, с чем имеешь дело...

я еще читал на каком то ресурсе(возможно даже на лурке) что для увеличения тяги в камеру можно вбросить какое нибудь стороннее рабочее тело. Это по поводу вопроса форсажа.

Наконец третий метод, снижающий Иу, но повышающий абсолютную величину тяги. Этот метод необходим при маневрах на околопланетных орбитах, особенно таких планет, как Земля и Юпитер - с сильным магнитным полем, для ускоренного прохода через радиационные пояса. Либо для совершения миссий, не требующих большой ПН, но требующих сокращения времени полета - например, пилотируемых. Инжектируя в магнитное сопло относительно холодный нейтральный газ, например, водород, имеющий минимальную атомарную массу, можно сильно его нагреть и ускорить. Здесь надо отметить, что существует концептуальная нижняя граница температуры газа - около 15-20 эВ. Дело в том, что если нагреваемый газ будет нагрет слабее, то в нем резко увеличится доля неионизированного газа. А неионизированный газ не взаимодействует с полем магнитного сопла - таким образом, неионизированный газ начнет неуправляемо расширяться, в том числе воздействую на элементы конструкции. А надо помнить, что температура даже в 1 эВ - это более 11 000К! Поэтому примем минимальную температуру истекающего рабочего тела за 17,5 эВ (где 13 эВ - энергия ионизации, и 4,5 эВ - энергия термической диссоциации молекулы 2H). Иу такого рабочего тела будет составлять 91 850 м/сек или 9 360 сек. Истекающие через магнитное сопло 1,86 грамма в секунду 65 кэВ-ной плазмы могут нагреть до температуры 17,5 эВ около 7 килограммов водорода, что даст тягу в 633 кН (или 64 500 килограмм*с). Хочется отметить, что в этом случае, при минимальном Иу, превосходящем, тем не менее, все практические достижения ЭРД в этой области на сегодня и примерно соответствует максимальным параметрам проектируемых ЭРД, ТЯРД создаст тягу в десятки тонн!
Необходимо отметить, что реальные показатели Иу и тяги у реального ТЯРД, несомненно, будут сильно отличатся от теоретических. И, тем не менее, совершенно очевидно, что создание ракетного двигателя с такими характеристиками - гигантский прорыв в области исследования космоса. Летающий ТЯРД - ключ к полномасштабному освоению Солнечной системы и возможность трансзвездных миссий, как минимум в виде посылки АМЗС к ближайшим звёздам.

Virial++ сказал:

он ВИСИТ

Он висит вверх? Поправьте если не прав, но в случае космического лифта трос не висит, а натягивается за счет центробежной силы в противоположную от центра вращения (земли, то бишь) сторону, таким образом в его основании будет усилие равное массе троса плюс центробежная. Однако я как-то забыл про то что там еще будет как минимум центростремительная сила, поэтому наибольшее напряжение в середине троса вроде как логично. Впрочем, я так и не понял какой смысл делать утолщения на конце провода.